1-(1-环己基甲烷)-4,4′-联吡啶衍生物配合物的晶构与光致变色性能调控及电子转移机制研究

　　本研究针对光致变色材料在光学存储与传感器等领域的应用需求，通过设计五种基于1-(1-环己基甲烷)-4,4′-联吡啶溴化物（CMbpyBr）的金属配合物（1-5），系统探究了其晶构特性与光响应行为。研究发现，配合物5在紫外光下因联吡啶环与NDC2- 阴离子间的电子转移（ET）呈现显著变色效应，揭示了配位几何与超分子相互作用对光致变色性能的调控机制，为开发可调光响应材料提供了新思路。

　　

在智能材料领域，光致变色材料因其在光照下可逆的颜色变化特性，被广泛应用于数据存储、防伪标签和自适应光学器件。然而，如何通过分子设计实现高效、稳定的光响应仍面临挑战，尤其是对电子转移（ET）过程与晶体结构关联性的理解不足。为此，山西高校的研究团队基于1-(1-环己基甲烷)-4,4′-联吡啶溴化物（CMbpyBr）构建了五种过渡金属配合物（1-5），通过单晶X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱等技术，揭示了配位环境与超分子作用对光致变色行为的调控规律。

研究采用单晶X射线衍射解析结构，结合紫外-可见光谱和电子顺磁共振（EPR）分析光响应机制。团队合成了[Co(CMbpy)(BTC)(H₂
O)₄
]·5H₂
O（1）、[Zn₂
(CMbpy)₂
(NDC)₃
]_n
（5）等配合物，其中H₃
BTC为1,3,5-苯三甲酸，H₂
NDC为1,4-萘二甲酸。

描述结构
化合物1-5呈现多样化晶系：2、3、5为三斜晶系（P-1），1和4分别为单斜晶系P2₁
/c和C2/c。化合物1中Co(II)采取六配位八面体构型，而化合物5的Zn(II)形成五/六配位混合几何结构，其晶格稳定性源于配位键与π-π堆积的协同作用。

光致变色行为
仅化合物5在紫外光照射下发生显著颜色变化，EPR证实该现象源于CMbpy与NDC^2-
间的ET过程。对比研究表明，Zn(II)的d¹⁰
电子构型与刚性萘环骨架共同促进了电子离域，而其他配合物因配位水分子干扰抑制了ET效率。

结论
该工作阐明了金属中心配位几何（如Zn(II)的d¹⁰
特性）和超分子相互作用（如π-π堆积）对光致变色性能的协同调控机制。化合物5的定向ET效应为开发稳定光开关材料提供了范例，其设计策略可拓展至其他功能配合物体系。研究成果发表于《Journal of Molecular Structure》，对智能材料开发具有重要指导意义。