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二茂鐵具有良好的可逆的電化學(xué)特性,當(dāng)二茂鐵通過(guò)有機(jī)共軛相聯(lián)時(shí),在光誘導(dǎo)下,可發(fā)生長(zhǎng)距離的分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移,構(gòu)成分子導(dǎo)線。這類(lèi)化合物中的電子轉(zhuǎn)移速率、平衡常數(shù)都可定量測(cè)出。
給體-受體型二茂鐵衍生物在π共軛體系的兩端分別連有電子給體和受體,這樣更易于發(fā)生分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移,能有效地誘導(dǎo)體系的非對(duì)稱(chēng)極化,因此分子具有較大的非線性極化率。根據(jù)此性質(zhì)可設(shè)計(jì)具有氧化還原開(kāi)關(guān)效應(yīng)的二茂鐵衍生物。若二茂鐵與光敏基團(tuán)相聯(lián),可構(gòu)成分子開(kāi)關(guān),通過(guò)光誘導(dǎo)引發(fā)二茂鐵進(jìn)行氧化還原,從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)控制。實(shí)驗(yàn)表明,二茂鐵衍生物分子的某些非線性光學(xué)性能明顯優(yōu)于類(lèi)似結(jié)構(gòu)的苯衍生物。將二茂鐵與C60組裝成Donor-Bridge-Acceptcd分子,在光誘導(dǎo)下,電子從二茂鐵經(jīng)共軛體系傳遞到C60。
有人合成了二茂鐵單、多核金屬配合物及其二茂鐵衍生物,運(yùn)用電化學(xué)研究這些配合物的電子轉(zhuǎn)移機(jī)理,結(jié)果表明,平面型配合物橋聯(lián)雙二茂鐵體系的氧化分為兩步單電子可逆過(guò)程,兩個(gè)二茂鐵基之間的電子傳遞主要通過(guò)配體的骨架鏈進(jìn)行。而變形四面體配合物橋聯(lián)雙二茂鐵體系的氧化為一步兩電子過(guò)程,分子中的電子離域程度低,抑制了兩個(gè)二茂鐵基之間的電子轉(zhuǎn)移,兩個(gè)二茂鐵基近乎相同。