卟啉-□酰亞胺分子陣列的聚集態結構和自組裝性能

劉曉玲 王福玲 唐建國

（青島大學，山東 青島 266071）

近幾年來，通過超分子的相互作用進行有機分子納米結構自組裝的研究一直是廣大科研工作者研究的熱點。自組裝是卟啉和苝酰亞胺化合物的一種重要行為，而和單體相比，聚集體的結構和性質會發生很大的改變。[1-3]在溶液中，卟啉-苝酰亞胺分子陣列也不會僅僅以單體形式存在，它們能夠通過自體或異體自組裝來形成聚集體。在激子理論中，H-聚集態是由平行的苝酰亞胺間平面對平面進行堆疊形成的，而J-聚集態是由平行的苝酰亞胺間末端對末端（或頭對尾）堆疊形成。[4-5]

1 實驗部分

1.1 分子的合成

0.04gN，N-二正丁基-1，6，7，12-四(4-碘基苯氧基)-3，4，9，10-苝二酰亞胺，0.09g 5-(4-炔丙氧基)苯基-10，15，20-三苯基鋅卟啉，0.014g 的碘化亞銅，0.034g 三苯基磷，18.5mg 醋酸鈀，氮氣保護。加入16ml 的無水四氫呋喃和6ml 經過干燥處理的三乙胺。室溫下攪拌反應96 小時加入50ml 水和100ml 二氯甲烷，分離出有有機層，水相用二氯甲烷萃取。有機相用稀鹽酸洗滌。再分別用飽和氯化銨溶液和飽和氯化鈉溶液洗滌。甲醇洗滌數次。過柱子，純化，得到PDI-ZnPOR2。同理，增加卟啉的質量0.14g 得到PDI-ZnPOR4。

1.2 樣品制備

化合物樣品溶解在三氯甲烷中，（1）將溶液直接滴到預處理的硅片上得到樣品A；（2）化合物的三氯甲烷溶液迅速注入較大量的乙醇中，混合均勻靜置2 天，聚集體轉移到硅片上，得到樣品B；（3）化合物的三氯甲烷溶液迅速擠入較大量的正己烷，混合均勻靜置2 天，聚集體轉移到硅片或銅網上，得到樣品C。

2 結果與討論

2.1 分子陣列在溶液和薄膜狀態下的光譜表征：

圖1 （a）分子陣列PDI-ZnPOR2在溶液和薄膜狀態下的紫外可見吸收光譜（b）分子陣列PDI-ZnPOR4在溶液和薄膜狀態下的紫外可見吸收光譜

圖1（a）所示為分子陣列PDI-ZnPOR2在溶液和薄膜狀態下的紫外可見吸收光譜。與在溶液中的吸收光譜相比，分子陣列PDI-ZnPOR2在薄膜中的紫外可見光譜發生明顯的寬化現象，發生明顯的紅移。這主要是因為在薄膜中，分子陣列間距離減少，分子間聚集時容易發生很大程度的重疊，分子陣列間存在較強的π-π 相互作用，從而導致吸收峰發生明顯的紅移

3 結論

用紫外可見吸收光譜及熒光光譜等表征方法對卟啉和苝酰亞胺分子陣列在溶液薄膜狀態下的聚集態結構進行了研究，發現在薄膜狀態下分子陣列的吸收峰變寬，吸收峰發生明顯的紅移，說明在固體薄膜中分子間的距離減小，分子間的π-π 相互作用較溶液狀態有所增加。在薄膜狀態下中兩種分子陣列的熒光發射完全猝滅，證明這兩種分子陣列形成的聚集體中存在較強的分子間的π-π 相互作用。

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