2种同构紫精配位聚合物的合成及其光致变色性能

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.220185

摘要/Abstract

摘要：

变色材料作为一种新型的智能材料，在光存储信息和光学器件等领域具有巨大的应用潜力。以具有柔性骨架的紫精配体1，1'-双（4-羧基苄基）-4，4'-联吡啶二氯化物（H₂BpybcCl₂）作为功能配体，与过渡金属离子Mn²⁺和Cd²⁺自组装，合成2个同构配位聚合物［Mn（Bpybc）Cl₂·H₂O］ _n （1）和［Cd（Bpybc）Cl₂·4H₂O］ _n （2）。X射线单晶衍射表明，2个化合物为一维链状结构。在紫外灯照射下，光诱导电子转移而产生紫精自由基，2种化合物均表现出明显的光致变色行为。

关键词: 紫精, 配位聚合物, 晶体结构, 光致变色, 电子转移。

Abstract:

As a new type of smart material， chromic materials have great applications in the fields of optical storage information and optical devices. Self-assembly of transition metal ions Mn²⁺ and Cd²⁺with a viologen ligand， 1，1′-bis（4-carboxybenzyl）-4，4′-bipyridinium dichloride （H₂BpybcCl₂） with flexible backbone， forms two novel isostructural coordination polymers，［Mn（Bpybc）Cl₂·H₂O］ _n （1） and ［Cd（Bpybc）Cl₂·4H₂O］ _n （2）. X-ray single-crystal diffraction shows that two compounds are one-dimensional chain structures. Both compounds exhibit obvious photochromic behaviors under UV irradiation， which is caused by photo-induced electron transfer to generate viologen free radicals.

Key words: Viologens, Coordination polymers, Crystal structure, Photochromism, Electron transfer

中图分类号:

O614

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图/表 5

表1 化合物1和2的晶体结构精修数据

Table 1 Crystal data and structure refinement for compounds 1 and 2

Compound	1	2
CCDC code	1997701	1974986
Empirical formula	C₂₆H₂₂Cl₂MnN₂O₅	C₂₆H₂₈ Cl₂CdN₂O₈
Formula mass	568.29	679.82
Crystal size/mm	0.3×0.3×0.2	0.2×0.2×0.2
Crystal system	Monoclinic	Monoclinic
Space group	P2₁/n	P2₁/n
a/nm	1.629 25（18）	1.612 49（14）
b/nm	0.952 47（10）	0.986 10（9）
c/nm	1.901 5（2）	1.878 61（16）
α/（°）	90	90
β/（°）	113.454（2）	114.672（2）
γ/（°）	90	90
Volume/nm³	2.707 0（5）	2.714 4（4）
Z	4	4
D_c/（g·cm^-3）	1.394	1.644
F（000）	0.723	1.053
μ/mm^-1	1 164	1 344
R₁/wR₂，［I≥2σ（I）］ ^a^，^b	0.125 0， 0.403 0	0.057 3， 0.182 7
R₁/wR₂，（all data）	0.134 7， 0.418 1	0.073 2， 0.199 6

图1 化合物1（A）和2（B）的晶体结构图

Fig.1 Crystal structure of compounds 1 （A） and 2 （B）

图2 化合物1（A）和2（B）的一维链状结构

Fig.2 One-dimensional chain-like structure of compounds 1 （A） and 2 （B）

图3 化合物1和2的光致变色现象

Fig.3 Photochromic behaviors for compounds 1 and 2

图4 光照前后，化合物1（A）和2（C）的UV-Vis光谱及化合物1（B）和2（D）的EPR光谱

Fig.4 UV-Vis spectra before and after irradiation for compounds 1 （A） and 2 （C）； EPR spectra before and after irradiation for compounds 1 （B） and 2 （D）

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