己基苯甲酸酯取代基对CoII和MnIII(OAc)酞菁合成、聚集及电化学特性的调控机制:光谱电化学新视角

【字体: 时间:2025年08月14日 来源:Optical Materials 4.2

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  本文系统研究了己基苯甲酸酯取代的金属酞菁(MPc)化合物的合成策略与功能特性。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)及质谱分析证实了CoPc(2)和MnOAcPc(3)的结构特征,其独特的可逆氧化还原行为(含金属中心与酞菁环的电子转移)和显著电致变色效应,为智能窗(smart glass)和显示技术提供了新型材料选择。

  

Highlight

本研究揭示了己基苯甲酸酯取代基对酞菁分子工程的深远影响——通过精准调控外围基团,不仅显著提升CoII和MnIII(OAc)酞菁在常见有机溶剂(如CHCl3、THF)中的溶解性,更赋予其独特的电化学响应特性。

Materials

实验采用文献方法合成4-[(乙基苯甲酸酯)邻苯二甲腈]作为前体,所有试剂均为Fluka和Merck分析纯级别。

Equipment

借助Bruker Microflex LT MALDI-TOF质谱仪完成分子量确认,Perkin Elmer傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和Agilent 8453紫外-可见分光光度计分别用于结构表征和光学性能分析。

Electrochemical and in-situ SEC measurements

综合运用循环伏安法(CV)、方波伏安法(SWV)等电化学手段,结合原位光谱电化学(SEC)技术,首次捕捉到CoPc(2)在还原过程中从深蓝到紫红的炫目变色现象,这为其在动态伪装涂层中的应用铺平了道路。

Synthesis and Characterization

如Scheme 1所示,通过K2CO3/DMF体系催化4-硝基邻苯二甲腈与对羟基苯甲酸乙酯的亲核取代反应,成功构建了关键前体化合物(1)。后续模板法环四聚反应中,锰酞菁(3)意外展现出比钴类似物(2)更优异的抗聚集特性——这或许归功于醋酸根轴向配体的空间位阻效应。

Conclusion

这些"变色龙分子"在电刺激下展现的快速、可逆颜色切换(涉及金属中心MnIII/MnII与配体自由基的协同氧化还原),为下一代节能智能窗(electrochromic windows)和军事隐身材料提供了革命性候选材料。特别值得注意的是,MnPc(3)在近红外区的强吸收特性,使其在光热治疗(PTT)领域同样具有探索价值。

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