上海交大JACS：三唑基团优化偶氮光控分子开关性能

纳米技术

2021-09-05

分子光控开关能够在光照条件实现远程控制分子的结构、性质、功能，因此在智能材料领域、光电化学器件、医药分子生物医药等领域受到广泛关注。

开发具有光响应功能的化学系统通常需要设计和发展光控开关转变作用的分子，比如偶氮苯等。将光控开关与π共轭分子结合形成的分子体系能够实现分子内的电子耦合，导致显著损坏其光控开关作用，这种消除电子耦合作用能通过在分子内安装linker阻断电子之间的相互作用，

有鉴于此，上海交通大学李涛、Zhao-Yang Zhang等报道发现一种常用的电子相互作用去耦合结构单元（1,2,3-三唑），在引入偶氮光控转变开关分子结构中，构建了一种“自去耦”作用的光控偶氮分子，这种分子结构可以通过点击化学方法制备，通过调控芳杂环基团的取代基调节，达到接近定量的E⇆Z光致互变异构，光诱导产生的Z型分子结构稳定时间能够在数天或数年间进行调节。

本文要点：

（1）

发现电子结构/分子结构及其光转换性质能够通过安装取代基或者将芳基替换为杂芳基，因此能够在保证接近定量的比例实现异构，光异构形成的Z-结构半衰期时间能够在数天至数年之间转变。

（2）

作者通过实验、计算结合，展示了光控分子核心基团的电子结构不会因为三唑基团改变，三唑结构单元在很大程度上克服了光致开关之间的电子耦合、光开关与取代基之间的电子耦合。

这种含有三唑结构的光开关分子结构不仅能具有较好的光开关能力，同时具有非常特别的性质，包括模块化合成能力、自去耦合能力，这种特点是其他光开关分子不具备的。本文结果实现了将点击化学、可调控的光控开关、自去耦合电子效应结合，说明这种芳杂环偶氮-三唑分子在实现光响应材料体系中的广泛应用前景。

参考文献

Dong Fang, Zhao-Yang Zhang*, Zhichun Shangguan, Yixin He, Chunyang Yu, and Tao Li*, (Hetero)arylazo-1,2,3-triazoles: “Clicked” Photoswitches for Versatile Functionalization and Electronic Decoupling, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c08704

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c08704