可溶性镍-萨芬配体复合物的合成及其作为近红外染料的性能研究

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:European Journal of Organic Chemistry

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  针对萨芬金属配合物(Salphen)溶解性差、聚集严重及吸收波长短等问题,研究人员通过引入烷基链和扩展共轭核,成功合成五种具有强近红外(NIR)吸收的可溶性镍-萨芬配合物。该化合物在有机溶剂中溶解度>8 mg·mL?1,吸收边红移至800 nm,且具有优异的光热稳定性(Td>325°C),为NIR染料开发提供新策略。

  

在功能材料领域,萨芬金属配合物(Salphen)因其合成简便、稳定性高和光学性能优异而备受关注。然而,这类化合物在实际应用中面临三大瓶颈:溶解性差得像"顽固的咖啡渍"、分子间容易"抱团"聚集、吸收波长"短腿"难以覆盖近红外(NIR)区域。这些问题严重限制了它们在生物成像、光热治疗等领域的应用前景。为此,一支研究团队在《European Journal of Organic Chemistry》发表突破性成果,通过分子工程策略成功改造镍-萨芬配合物,使其华丽变身为高性能NIR染料。

研究人员采用两大关键技术:1)通过Suzuki偶联反应引入柔性烷基链改善溶解性;2)采用DFT理论计算指导共轭体系扩展,在配合物核心引入噻吩环和吸电子端基。实验样本通过核磁共振(1H/13C NMR)和质谱(HRMS)严格表征。

【分子设计策略】
通过系统构效关系研究,发现引入正辛基等烷基链使化合物在氯仿、四氢呋喃等溶剂中溶解度突破8 mg·mL?1,解决了传统Salphen"只溶在意念中"的难题。

【光学性能突破】
紫外-可见-近红外光谱显示,扩展π共轭体系使吸收边显著红移,最强吸收峰达800 nm,相当于把光谱响应范围"拉伸"了150 nm。理论计算证实噻吩环的引入降低了LUMO能级。

【稳定性验证】
差示扫描量热法(DSC)测得分解温度Td均高于325°C,加速老化实验表明500小时光照后吸光度保持率>95%,满足实际应用需求。

这项研究实现了三大创新:1)创立"烷基链修饰-共轭扩展"双功能化策略;2)首次获得可溶液加工的NIR吸收型Salphen配合物;3)阐明了分子结构与光热稳定性的构效关系。该成果不仅为功能染料开发提供新范式,其设计理念更可推广至其他金属有机光电材料的分子工程。

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