一类具有记忆效应的气致变色材料

华东师范大学的杨海波教授课题组通过配位键导向自组装的策略，成功构筑了一类具有气致变色行为的超分子有机金属大环。该有机金属大环不仅对二氯甲烷蒸汽具有选择性的响应性，而且其气致变色行为还具有高稳定性。该有机金属大环的黄色固体吸收二氯甲烷蒸汽之后会变成红色，生成的红色固体非常稳定，在室温下放置几个月的时间，其颜色依然保持不变；甚至在真空条件下放置超过一个星期，将二氯甲烷蒸汽完全移去之后，其颜色基本没有变化。

J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 738-741.

密度泛函理论(DFT)计算显示，在初始的黄色固体状态下，分子间平均Pt…Pt距离为3.67 Å，并且HOMO−LUMO之间的轨道能量差值也比较大(2.817 eV)。但是，将黄色固体暴露于二氯甲烷蒸汽中时，由于二氯甲烷分子与苯并咪唑铂炔之间存在C−H(CH₂Cl₂)•••π作用力，二氯甲烷分子会进入到金属大环的晶格当中，因此减少了分子间平均的Pt…Pt距离(3.47 Å)，并且HOMO−LUMO之间的轨道能量差值也会降低，分子间的Pt…Pt和π−π堆积作用力会增强，这种分子堆积模式的改变导致固体的颜色从黄色转变成红色。由于分子间的Pt…Pt和π−π堆积作用力较强以及金属大环骨架的椅式构象能够避免分子间的位阻排斥力，从而导致了分子的紧密堆积模式难以被破坏，因此金属大环的气致变色行为具有记忆效应。

通过该研究工作，作者不仅发展了一类为数不多的具有记忆效应的气致变色材料，同时还为构筑智能响应性材料提供了一种新的思路。这一研究成果近期发表在《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 738-741）。

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.5b11409

原文标题：Vapochromic Behavior of a Chair-Shaped Supramolecular Metallacycle with Ultra-Stability

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