光响应功能调控分子的设计与合成文献综述

文献综述

1 引言偶氮化合物是结构中含有偶氮基团的一类化合物，分为脂肪族偶氮化合物和芳香族偶氮化合物，其区别就是偶氮基团的两端连接的是脂肪基团还是芳香基团。

[1]对于偶氮苯来说，由于其特殊结构，可以吸收特定波长的光而产生颜色的变化。

最初是作为染料而使用，而近年来人们也不断认识到偶氮苯的优秀的光致变色性，并将其应用在诸多领域。

偶氮苯另一个十分重要的性质就是光学异构化，在紫外线的照射下，偶氮苯结构从反式转化为顺式，从而使化合物的理化性质发生改变。

2 偶氮苯的性质2.1 结构当重氮衍生物（HN=NH）中的两个氢被苯环类基团取代时可得偶氮苯类化合物，偶氮苯化合物一般情况下有顺式和反式两种异构体[2]。

图 1 偶氮苯化合物的可逆异构在自然状态下偶氮苯化合物的结构是反式的，该结构具有热力学稳定性，反式构象比顺式构象大约稳定 10-12Kcalmol-1，所以反式构象在黑暗中占主导地位（gt;99.99%）[3]但经过一定波长的紫外光照射下，偶氮苯化合物可以由反式异构体转变为顺式异构体，但该结构能量较高，不稳定[4]，可以通过可见光、机械应力、静电刺激以及热弛豫等方式使其恢复为反式异构体。

可见光或加热2.2 光致异构化研究人员发现，偶氮苯化合物有四种光异构化的可能途径：旋转、反转、协同反转和反转辅助旋转。

（1）旋转是 N=N 双键中的pi;键由于吸收紫外光的能量而发生断裂，从而使断裂的单键可以发生自由旋转，使 C-N-N-C 的二面角发生一定改变，最后当N-N-C 的夹角变成 120时旋转不再发生改变，偶氮苯结构处于亚稳定的顺式状态。

（2）反转：在 C-N=N-C 的二面角保持在零的状态下，其中一个 N=N-C 由于吸收了紫外光的能量，键角增加到 180，导致偶氮键（N=N）中的一个氮原子发生 SP 杂化，最终导致异构化转变。