[发明专利]一种共轭配体桥联的二茂铁及钌乙炔端基化合物及其制备方法与应用

说明书

一种共轭配体桥联的二茂铁及钌乙炔端基化合物及其制备方法与应用，该化合物的结构式I如下所示：I其中，Ar选自、、、、、中的一种。本发明选择钌金属端基及二茂铁作为金属氧化还原活性端基，通过共轭配体桥联合成了一种具有全新结构的异核双金属化合物，通过电化学方法研究发现该化合物的端基之间具有很强的电子耦合作用，为新型分子导线模型的设计与构建提供了一种新方法，应用前景极为广阔。

技术领域

本发明涉及分子导线技术领域，特别涉及到一种共轭配体桥联的二茂铁及钌乙炔端基化合物及其制备方法与应用。

背景技术

传统的以硅为基础的生产技术几乎已经达到了半导体材料的极限，进一步提高光刻精度无论是在理论上还是在加工技术上都面临着巨大挑战。近年来，科学家们开始发现，发展分子电子学进而构建分子器件和分子电路，完全有希望突破传统器件的物理极限。有机线性分子作为分子电子器件的主要组成部分，其分子的设计建构及电学性质，如导电性及光电特性等研究发展非常迅速，产生了许多新概念并应用于分子电子学领域。在有机分子导线中，存在重复建构单元，目标线性分子的性质一般以单体的性质进行判断，线性分子的结构也可以通过单体的结构来进行控制，以获得性能较好的单分子线。

过渡金属钌端基被广泛应用于设计金属有机分子导线中，从而研究共轭桥配体的电子传输能力。二茂铁由于其良好的氧化还原性能及稳定性，在生物识别、分子器件、电子转移反应等领域有着广泛的应用。如能将两种端基的优良性质结合起来，并合成出一种端基之间具有较强电子相互作用的新化合物，将有效促进分子导线材料的发展，而现有技术中暂未发现有相关报道。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种端基之间具有极强电子相互作用的共轭配体桥联的二茂铁及钌乙炔端基化合物。

本发明的另一目的在于提供上述共轭配体桥联的二茂铁及钌乙炔端基化合物的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种共轭配体桥联的二茂铁及钌乙炔端基化合物，结构式I如下所示：

其中，Ar选自中的一种。

当上述Ar为邻、对位苯基时，所述共轭配体桥联的二茂铁及钌乙炔端基化合物为苯基桥联的二茂铁及钌乙炔端基化合物。

制备上述苯基桥联的二茂铁及钌乙炔端基化合物的方法，包括以下步骤：在氮气保护下，将五甲基环戊二烯基(1,2-双二苯基膦乙烷)氯化钌Cp^*Ru(dppe)Cl、三甲基硅基乙炔基苯基二茂铁、氟化钾溶于甲醇和四氢呋喃的混合溶液中，在搅拌回流下反应12～24h，冷却至室温后，抽滤，所得固体用甲醇及正己烷洗涤，洗涤后经柱层析分离后即得。

其中，五甲基环戊二烯基(1,2-双二苯基膦乙烷)氯化钌Cp^*Ru(dppe)Cl和三甲基硅基乙炔基苯基二茂铁为反应物，五甲基环戊二烯基(1,2-双二苯基膦乙烷)氯化钌Cp^*Ru(dppe)Cl和三甲基硅基乙炔基苯基二茂铁的摩尔比为1.2:1～1.5:1，所述反应物和氟化钾和的摩尔比为1:10～1:8。

当三甲基硅基乙炔基苯基二茂铁为4-三甲基硅基乙炔基苯基二茂铁时，所述苯基桥联的二茂铁及钌乙炔端基化合物的结构式I-1如下所示：

当三甲基硅基乙炔基苯基二茂铁为3-三甲基硅基乙炔基苯基二茂铁时，所述苯基桥联的二茂铁及钌乙炔端基化合物的结构式I-2如下所示：

优选地，所述柱层析分离时所用洗脱剂为体积比为1：10的丙酮和石油醚。

本发明中提供的二茂铁及钌乙炔端基化合物适合用于分子导线材料中。