含TTF结构单元的酞菁和四氮杂卟啉衍生物的研究集中于探索这两类化合物的合成方法、光物理性质、电化学性质以及分子聚集和自组装行为。TTF(四硫富瓦烯)是具有强电子给体特性的化合物,已广泛应用于分子导体、超导体及超分子化合物的研究中。酞菁和四氮杂卟啉是一类稳定的18π或16π电子大环共轭体系,可以与多种金属元素形成配合物,具有极高的化学和热稳定性,并在可见光区有显著的Q带特征吸收,因此在颜料、染料、非线性光学材料、液晶材料、Langmuir-Blodgett膜、电致着色装置、有机金属材料、电子照相光电导体、太阳能转换、气体传感器、光敏剂、光动力疗法以及药物诊断和治疗等领域有广泛的应用。 在合成方面,含TTF结构单元的酞菁类化合物有两种合成方法:一种是将带TTF结构单元的二氰基化合物环四聚化的方法(直接法),另一种是先合成酞菁核然后在其外围引入TTF单元的方法(间接法)。TTF与酞菁或四氮杂卟啉的嫁接形成的化合物是一类新颖的结构,这些化合物由于TTF单元的引入,表现出独特的多步氧化还原性质、盘状液晶性质、分子导线、光引发电子转移、荧光开关和自组装性质。 光物理性质的研究涉及了化合物的UV-VIS光谱特征,在可见区表现出的Q带吸收带宽而分裂。通过氧化处理,例如用碘氧化,薄膜样品的Q带形状会发生变化并出现蓝移现象,这表明氧化作用改变了分子的聚集方式。电化学性质方面,这些化合物的循环伏安曲线研究揭示了引入TTF结构单元后,酞菁核的氧化还原行为基本保持不变,但TTF结构的第二个氧化波被酞菁核的氧化波所覆盖,只表现出第一个氧化波。这些现象显示出分子内电子转移的特性,对于理解化合物的电子结构和电荷传递过程具有重要意义。 在分子聚集和自组装行为的研究中,这类化合物显示出能够通过分子间相互作用形成有序结构的能力。自组装性质是指分子在无外部指导的情况下,依靠分子间自发相互作用形成有序结构的能力,这对于材料科学和纳米技术领域特别重要。因为这些有序结构可以展现出许多独特的物理化学性质,进而影响材料的应用性能。 本文综述了自1996年以来含TTF结构单元的酞菁及其类似物的研究成果,不仅为这些化合物的合成提供了详实的方法,而且通过分析其光物理性质、电化学性质和分子聚集行为,揭示了它们在功能材料开发中的潜在应用价值。这些化合物由于其独特的性质和广泛的应用前景,已成为材料科学、纳米技术以及分子电子学领域的研究热点。通过进一步的研究,可以期待这些化合物在新型功能材料设计和开发中发挥更大的作用。
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