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2005年度国家自然科学奖


超分子体系中的光诱导电子转移、能量传递和化学转换

由中国科学院理化技术研究所佟振合等完成

    该项目属有机化学和物理化学交叉学科领域。该项研究涉及超分子化学的三个基本科学问题:分子间的相互作用、超分子体系中的能量传递和电子转移、超分子体系中的化学反应及其在合成化学中的应用。
该项研究取得以下成果:(1)利用分子聚集体和纳米有序结构作为微反应器,在高底物浓度条件下高产率地合成了一系列大环化合物;在烯烃的光敏氧化反应中,利用微反应器控制底物和敏化剂的分布,按意愿单一地生成单重态氧氧化产物,或单一地生成超氧负离子氧化产物;利用微反应器合成了若干个在溶液中很难合成的化合物。(2)设计了一系列用硬链段连接的给体—受体超分子化合物,用光化学和光物理相结合的方法证实,分子内远距离电子转移和三重态能量传递能够有效地进行,发展了“通过化学键”进行传递的理论;将电子给体、受体和中继体进行组装,保证了正向电子转移快速进行,同时又阻止了电子回传,得到超长寿命的电荷分离态;利用过渡金属配合物的电荷转移激发态,实现了均相溶液中高效光催化制氢。(3)用光化学和光物理方法,为长链非极性分子在有机—水混合溶剂中的聚集和自绕曲以及碳氟链和碳氢链的互疏性提供了一系列新证据;提出和证实极性分子在非极性溶剂中受疏脂作用驱动也形成聚集体和自绕曲; 利用极性链和非极性链分别受疏脂和疏水作用发生自绕曲,成功地合成了一系列大环化合物。
该项目在SCI收录的刊物上发表论文95篇,包括Acc. Chem. Res.1篇,J. Am. Chem. Soc.7篇。论文被他人正面引用509次。应邀在重要国际学术会议上作特邀和邀请报告50余次。


 

 

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