金属铼配合物的合成及光物理和理论计算的研究

谈静静 冯华

摘 要：金屬铼（Re）配合物因为具有良好化学稳定性和优异的光化学性质，因此受到许多专家学者的青睐。本文设计合成了一种新型的金属铼的配合物，通过光物理以及含时密度泛函理论（TD-DFT）对配合物进行了研究。

关键词：铼配合物;光物理;含时密度泛函理论

1 引言

Wrighron和Morse[1]在1974年首次发现以羰基联吡啶为配体得到的铼配合物具有优良的光化学和光物理性能，因此引起了广大科研工作者的兴趣，使得铼配合物逐渐走进人们的视线。在太阳能转换[2]，光信息储存[3]，生物成像[4]等许多方面都有研究。

配合物的合成过程如图1-1所示：

2 光物理性能的研究

配合物的紫外图谱和发射光谱分析（见图2-1，图2- 2）

观察紫外吸收光谱我们可知，在285nm左右出现了由于配体内π→π*电荷跃迁引起的比较强的紫外吸收带;在310-480nm出现的较弱的紫外吸收带是因为金属到配体之间的跃迁引起的。通过观察发射光谱可知，配合物的最大发射波长在565nm左右，是一种橙黄光发射，这个发射峰可以归属于金属到配体电荷转移跃迁，即MLCT。

3 理论计算

利用TD-DFT方法，采用赝势基组SDD对金属中心进行计算，其他原子在考虑溶剂化模型（PCM）的情况下通过B3LYP/6-311G（d）研究了配合物的吸收光谱，溶剂选择了和实验一致的二氯甲烷（DCM）。计算模拟的结果如图3-1所示。

配合物实验测的最大峰的位置与计算结果吻合的较好，但是计算的振子强度与实测峰的强度存在一定的差异。文中计算了20个激发态，从计算所得的跃迁结果来看，配合物的最大吸收峰主要是以S0→S15跃迁为主。

4 总结

本文中我们通过紫外-吸收光谱和发射光谱研究了配合物的光物理性能，研究发现该配合物是典型的由MLCT引起一种橙黄光发射。同时利用TD-DFT计算模拟了配合物的吸收光谱，发现与实验值比较吻合，并指认了跃迁类型。该类配合物因为优异的发光性能，因此可以做为潜在的发光材料。

参考文献：

[1]Mitchell， A J， Shiri-Feshki， M. Temporal trends in the long term risk of progression of mild cognitive impairment： a pooled analysis[J]. Journal of Neurology， Neurosurgery， and Psychiatry .2008，79（12）：1386-1391.

[2]SimL，Akermark，B.&S.Styring，etal.Towar（isartificialphotosyiithesis：ruthenium-manganese chemistry for energy production[J]. Chem. Soc. Rev.， 2001，30（1）： 36-49.

[3] Tyson D S ， Bignozzi C A ， Castellano F N . Metal-Organic Approach to Binary Optical Memory[J]. Journal of the American Chemical Society， 2002， 124（17）：4562-4563.

[4] Pierri A E ， Pallaoro A ， Wu G ， et al. A Luminescent and Biocompatible PhotoCORM[J]. Journal of the American Chemical Society， 2012， 134（44）：18197-18200.