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* 分子开关的机理研究 Seminar Ⅱ 导师：何国钟 韩克利 学生：周潘旺 2008-04-18 内容简介 分子开关简介 分子开关的机理研究进展介绍 ----- 实验研究进展 ----- 理论研究进展 总结与展望 分子开关简介 现代远程通讯和网络技术的发展对信息传输的容量和速度要求越来越高。现有的技 术能够保证每秒钟在数百公里的距离内传输数百G的信息量，这些信息是通过光纤 并以光信号的形式来传播的。而在每一个光纤的输入和输出端的光电开关决定了对 应于电刺激的光学信号的传输路线。不幸的是，光电信号之间的相互作用恰好是光 学网络发展的一个“瓶颈”。从原理上讲，数百个波长接近的光学信号能够同时在一 根单独的波导管内平行传输而互不干扰，但是通过一根单独的电线却只能传输一个 电信号。这样的话，即使一根光纤能够平行传输多组数据，但却需要一系列的光电 开关来处理。能够解决这个问题的唯一办法就是不再用这种光电混合的装置，而直 接通过光刺激来传输光信号，即全光学器件。而有机分子则是一种非常有前途的可 以取代光电开关的“候选者”，即通常所说的分子开关。 研究可以作为分子开关的光致变色体系的动力学过程，有助于人们了解分子开关的 作用机理，并有助于人们合成更好的可用于实际的分子开关。 Fran?isco M. Raymo. Adv.Mater, 2002, 14, 401. 偶氮苯类似物的顺反异构化 螺环吡喃和螺环恶嗪类似物的键裂解 浮精酸酐的电环化反应 二芳基乙烯衍生物的电环化反应 四种用作分子开关的光致变色体系 分子开关简介 Fran?isco M. Raymo et al. PNAS, 2002, 99,4941. Abs. 563nm 内容简介 分子开关简介 分子开关的机理研究进展介绍 ----- 实验研究进展 ----- 理论研究进展 总结与展望 分子开关的机理研究进展 100fs C-O bond dissociation: Direct or Indirect? Ernsting, N. P. et al. J. Phys. Chem. 1991, 95, 5502. Bachi, B. et al. J. Phys. Chem. 1990, 94, 9. Zhang, J. Z. et al. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10921. How fast? 分子开关的机理研究进展 Ultrafast UV-mid-IR Rini, M. et al. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3028. 28 ps ~1 ps Rini, M. et al. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3789. Minkin, V. I. Chem. Rev. 2004, 104, 2751. 分子开关的机理研究进展 CASSCF/6-31G* Celani, P. et al. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 10815. 分子开关的机理研究进展 Gomez, I. et al. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 3986. CASSCF/CASPT2 总结与展望 在实验上，关于开环反应的研究较多，而关于闭环反应的研究则比较少。 在理论上，关于分子开关光化学反应的研究目前还只是停留在较小的模型 分子上。 目前所见报道的分子开关都还处于实验室阶段，离实际应用尚有很大距 离。对分子开关光化学反应机理的研究将有助于有机化学家们合成更为 高效、可用于实际的新型分子开关。 参考文献 Fran?isco M. Raymo. Adv.Mater, 2002, 14, 401. Fran?isco M. Raymo et al. PNAS, 2002, 99,4941. Tamai, N.; Masuhara, H. Chem. Phys. Lett. 1992, 191, 189. Ernsting, N. P. et al. J. Phys. Chem. 1991, 95, 5502. Bachi, B. et al. J. Phys. Chem. 1990, 94, 9. Zhang, J. Z. et al. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10921. Rini, M. et al. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3028. Rini, M. et al. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3789. Minkin, V. I. Chem. Rev. 2004, 104, 2751. Celani, P. et al.