含2-二吡啶基酮聯吡啶釕錯合物之光物理與光化學性質研究

Abstract

page IX 本研究中合成出三種 Ru 錯合物，Ru(bpy)2(L)2+( L = bzpy、dpk-N,N’、dpk-N,O )，其中 Ru(bpy)2(bzpy)2+ 和 Ru(bpy)2(dpk-N,O)2+ 是以較少見 pyridine 的 N 和 CO 雙鍵的 O 配位在 Ru 上。Ru(bpy)2(dpk-N,N’)2+ 和 Ru(bpy)2(dpk-N,O)2+ 二者互為結構異構物。這三個錯合物之單晶晶體結構解析、吸收光譜、電化學、IR 和 1H-NMR 光譜都已量測且分析。再以 TD-DFT 方法計算吸收光譜，藉此比較和了解三個錯合物的性質。 Ru(bpy)2(dpk-N,N’)2+ 的 CH3CN 溶液在經 532 nm 雷射照射後會產生光化學反應，且可以藉由吸收光譜來觀察其變化。由照光前後及 Ru(bpy)2(dpk-N,O)2+ 的 1H-NMR 對照，可以確認光化學反應的產物為 Ru(bpy)2(dpk-N,O)2+。 Ru(bpy)2(dpk-N,N’)2+ 錯合物在照光後會產生其結構異構物 Ru(bpy)2(dpk-N,O)2+。推測其主要原因之一為Ru(bpy)2(dpk-N,N’)2+ 錯合物在結構上的嚴重扭曲導致相當大的張力。另一原因為其最低能量的 MLCT 為 d ( Ru ) → * ( dpk )，而且有部份的電子密度是集中在羰基的氧上，使 O- 和 Ru3+ 間的正負電荷吸引力增強。這兩者的影響促使 Ru(bpy)2(dpk-N,N’)2+ 的 dpk 在照光下翻轉，改以 N,O 形式配位，形成 Ru(bpy)2(dpk-N,O)2+。