二茂铁与三芳胺功能化的二噻吩乙烯衍生物：光控电子传输性能的可切换分子开关设计

本文报道了两种异构二噻吩乙烯（DTE）衍生物（3和4）的理性设计与合成，通过引入二茂铁（ferrocene）和三芳胺（triarylamine）氧化还原活性末端，构建了具有可调控电荷离域和门控光致变色特性的有机-无机杂化体系。研究通过核磁（NMR）、高分辨质谱（HRMS）、紫外-可见光谱（UV-Vis）及电化学分析系统表征了其光异构化行为，发现化合物4在甲苯中展现出更高的环化量子产率（φo→c=0.2510）和固态可逆性。DFT计算揭示了闭环态HOMO-LUMO能隙的显著缩小，为开发精准调控光电性能的分子开关提供了新思路。

　　

Highlight

本研究通过巧妙整合二茂铁（ferrocene）与三芳胺（triarylamine）的氧化还原活性特性，设计出两种异构二噻吩乙烯（DTE）分子开关（3和4）。它们在紫外/可见光交替照射下表现出惊艳的“开环-闭环”光致变色行为，尤其在甲苯溶液中，化合物4的环化量子产率（φ_o→c=0.2510）比3（φ_o→c=0.1408）高出近一倍！更酷的是，闭环态分子因π共轭扩展，电化学阻抗骤降，仿佛给电子开了条“光控高速公路”。

Materials and methods

所有实验均在氮气保护下进行，关键试剂如4-溴三苯胺和钯催化剂（Pd(PPh₃)₄）均经严格纯化。通过铃木偶联（Suzuki coupling）等反应逐步构建分子骨架，就像用乐高积木搭出光响应模块。

Design and synthesis of isomeric DTEs 3 and 4

分子设计师们玩起了“排列组合”：先用n-BuLi活化DTE核心，再通过硼酸酯中间体嫁接上三芳胺“翅膀”，最后接入二茂铁“锚点”。有趣的是，非线性排列的化合物4比线性结构的3表现出更快的“光开关”速度，活像分子界的百米飞人！

Conclusion

这项研究不仅揭示了分子构型对光响应性能的魔法般影响（比如4的疲劳抗性比3强3倍），更通过DFT计算绘制出电子云的“光控重分布地图”，为下一代智能光电材料提供了黄金设计法则。