新型二芳烯有机框架化合物的设计、合成及构效关系研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21861017
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0110.超分子化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Diarylethenes are a novel type of functional material with excellent photochromic properties. Due to its high sensitivity and versatility for structural modification, there is a wide range of potential applications of diarylethenes in chemistry, materials science, and related fields. The unique structures and properties of organic framework compounds have been paid close attention to by both academia and industry. The researches on diarylthene-based organic framework compounds were carried out to widen their application range by endowing them with photo-responsive gas adsorption function. In this research proposal, novel diarylethene-based organic framework compounds, which can be trigged by light, will be designed. A serials of novel photoswitching organic framework compounds were synthesized based on: 1) preparing photoswitching covalent organic framework compounds by chemical reaction with compounds and diarylethenes that contain aldehyde group or amino group at the end; 2) using diarylethenes bridgehead functionalized of acyl chloride group and corresponding compounds to construct photoswitching organic framework compounds; 3) and constructing photochromic diarylethene covalent organic framework compounds by introducing the diarylethene to the functionalized side chain of the covalent organic framework compound. The influence of a variety of factors, such as functionalized diarylethene units, ligands on the optical properties of these novel diarylethene-based organic framework compounds will be systematic investigated, and the structure-activity relationship will be analyzed. Further structural modification and functionalization of these molecules will provide new diarylethene-based organic framework compounds with high sensitivity and improved fatigue resistance. Their applications in the field of photoswitching gas adsorption selectivity and related fields will also be explored. This research will provide theoretical basis and experimental accumulation for opening up a new way of light-controlled gas separation.
二芳烯是一类具有优异光致变色性能的新型功能化合物,具有灵敏度高和易于修饰等优点,在化学、材料科学等相关领域具有广阔的应用前景。有机框架化合物具有独特的结构与性能,受到学术界和产业界的密切关注。开展基于二芳烯有机框架化合物的研究,将赋予其光响应气体吸附功能,从而拓宽其应用范围。本项目拟采用新的设计思路,旨在开发具有光控分子开关特性的二芳烯有机框架化合物。以末端含醛基/氨基的二芳烯、二芳烯“桥头”为主链与对应结构单元构建光致变色二芳烯有机框架化合物;在共价有机框架化合物侧链引入光致变色二芳烯单元构建光致变色二芳烯共价有机框架化合物。系统研究二芳烯有机框架化合物的光致变色、比表面大小等性质与分子结构之间的构效关系;利用二芳烯有机框架化合物光致异构特性,获取高灵敏度的二芳烯有机框架化合物,并探讨其在光控气体吸附分离等领域的应用,为开辟光控气体分离新途径提供理论依据和实验积累。

结项摘要

二芳烯是一类性能优异的可逆光控响应功能材料,尤其是以全氟环戊烯为核心的二芳烯材料具有灵敏度高、抗疲劳性好及易于修饰等优点,在信息存储、防伪、光控气体吸附等领域具有广阔的应用前景。本项目主要在构筑二芳烯有机框架材料方面做了如下工作。.1.利用二芳烯侧方易于修饰的特点,在基于二芳烯与金属离子易于自组装的基础上,设计合成12种二芳烯金属Zn(II)、Cd(II)及Th(IV)有机框架化合物,且全部得到单晶结构,研究发现含氨基的二芳烯金属有机框架化合物对Kr的吸附能力最强,对Xe/Kr的吸附能力及保留时间均呈现倍数的关系。二芳烯Th(IV)有机框架材料具有显著的光控开关特性,0.1bar条件下,在开/关环状态下对Kr 的吸附量提升73.3%;同时光控开关对Kr/N2的分离由原来选择性大于100,扩大到翻倍的效果,该特性可用于核废料中Kr的分离。.2.利用末端含醛基全氟环戊烯与含氨基基团化合物合成二芳烯有机共价框架结构材料(COF),研究发现以 4,4',4'',4'''-(芘-1,3,6,8-四苯基) 四胺和 1,2-二[2-甲基-5-(4-醛基苯乙炔基)-3-噻吩基]全氟环戊烯合成的二芳烯COF,可实现光控开关对N2的吸附,光控开关比为2:1。该二芳烯共价有机框架化合物在关/开环态对 C2H2的吸附量提升80.9%,可实现光控C2H2的吸附分离。.3.该项目在合成上述二芳烯有机框架材料的基础上,探讨该类材料的分子结构、光致变色、比表面、光控吸附等性质,研究成果在Chem. Eng. J.、J. Solid. State Chem.、J. Rare Earth、Spectrochim. Acta A等国内外有影响力的期刊上,总计带本项目基金编号的SCI论文17篇,申请发明专利2项,获江西省自然科学奖一等奖1项。发表论文所采用的合成方法、提出的学术观点、科学方法、实验数据等被国内外多种学术期刊论文引用。此外,项目研究结果为进一步对光致变色二芳烯材料的研究和开发提供重要依据,也为其在框架结构领域进一步扩宽应用提供重要参考,对丰富光致变色二芳烯体系和有机框架材料体系具有重要意义和科学价值。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
A highly selective sequential recognition probe for Zn2+ and HSO4-/H2PO4- based on a diarylethene chemosensor
基于二芳基乙烯化学传感器的 Zn2 和 HSO4-/H2PO4- 高选择性序列识别探针
  • DOI:
    10.1016/j.saa.2020.119052
  • 发表时间:
    2021-02-05
  • 期刊:
    SPECTROCHIMICA ACTA PART A-MOLECULAR AND BIOMOLECULAR SPECTROSCOPY
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Liu, Yang;Wang, Xiao;Pu, Shouzhi
  • 通讯作者:
    Pu, Shouzhi
1,10-Phenanthroline decorated with substituent groups forming europium(III) complexes: synthesis, crystal structure, photoluminescence properties and their bioimaging in living cells
1,10-菲咯啉取代基形成铕(III)配合物:合成、晶体结构、光致发光特性及其在活细胞中的生物成像
  • DOI:
    10.1080/00958972.2020.1824065
  • 发表时间:
    2020-09-23
  • 期刊:
    JOURNAL OF COORDINATION CHEMISTRY
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Song,Huimin;Fan,Congbin;Pu,Shouzhi
  • 通讯作者:
    Pu,Shouzhi
Zn-diarylethene organic framework for anticounterfeiting: Crystal structure, photochromism and fluorescence switch
防伪锌-二芳基乙烯有机骨架:晶体结构、光致变色和荧光开关
  • DOI:
    10.1016/j.jssc.2022.122950
  • 发表时间:
    2022-02
  • 期刊:
    Journal of Solid State Chemistry
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Fan Tingting;Li Zhijian;Liu Gang;Fan Congbin;Pu Shouzhi
  • 通讯作者:
    Pu Shouzhi
Selective krypton uptake through trap confinement, formation of Kr2 dimer, and light response in a photochromic and radiation-resistant thorium-diarylethene-framework
通过陷阱限制选择性氪吸收、Kr2 二聚体的形成以及光致变色和抗辐射钍二芳基乙烯框架中的光响应
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2022.139004
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Mengjia Yin;Qingyun Zhang;Tingting Fan;Congbin Fan;Shouzhi Pu;Rajamani Krishna;Feng Luo
  • 通讯作者:
    Feng Luo
A new "turn-on" fluorescent chemosensor for Zn2+ based on a diarylethene derivative and its practical applications
一种基于二芳基乙烯衍生物的新型“开启”Zn2 荧光化学传感器及其实际应用
  • DOI:
    10.1016/j.jphotochem.2018.11.020
  • 发表时间:
    2019-02-15
  • 期刊:
    JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY A-CHEMISTRY
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Liu, Fangfang;Fan, Congbin;Pu, Shouzhi
  • 通讯作者:
    Pu, Shouzhi

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其他文献

A highly selective ratiometric fluorescent chemosensor for Hg2þ based on a new diarylethene with a stilbene-linked terpyridine unit
基于具有二苯乙烯连接的三联吡啶单元的新型二芳基乙烯的高选择性 Hg2a 比率荧光化学传感器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Dyes and Pigments
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    荆淑红;蒲守智;郑春红;范丛斌;刘刚
  • 通讯作者:
    刘刚
Crystal structure of the photochromic compound 1-(2-cyano-1,5-dimethyl- 4-pyrryl)-2-(2-methyl-5-formyl-3-thienyl)-3,3,4,4,5,5-hexafluorocyclopent- 1-ene, C18H12F6N2OS
光致变色化合物的晶体结构1-(2-氰基-1,5-二甲基-4-吡基)-2-(2-甲基-5-甲酰基-3-噻吩基)-3,3,4,4,5,
  • DOI:
    10.1515/ncrs-2014-9000
  • 发表时间:
    2015-03
  • 期刊:
    Z. Kristallogr. NCS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑春红;范丛斌;蒲守智
  • 通讯作者:
    蒲守智
Crystal structure and photochromic properties of [1-(2-methyl-5-(4-cyanophenyl)-3-thienyl)]-2-(2- methyl-5-phenyl-3-thienyl)perfluorocyclopentene
[1-(2-甲基-5-(4-氰基苯基)-3-噻吩基)]-2-(2-甲基-5-苯基-3-噻吩基)全氟环戊烯的晶体结构和光致变色性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Chinese J. Struct. Chem.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贾鸿晶;范丛斌;蒲守智
  • 通讯作者:
    蒲守智
Blue organic light-emitting diodes based on terpyridine-substituted triphenylamine chromophore
基于三联吡啶取代三苯胺发色团的蓝色有机发光二极管
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Opt. Mater.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范丛斌;王筱梅;罗建芳
  • 通讯作者:
    罗建芳
Crystal structure and photoreactive properties of 1-(2,5-dimethyl-3-thienyl)-2-[2-methyl-5-(N-(quinolin-8-yl)-2-carboxamid e)-3-thienyl)]perfluorocyclopentene
1-(2,5-二甲基-3-噻吩基)-2-[2-甲基-5-(N-(喹啉-8-基)-2-甲酰胺e)-3-噻吩基)的晶体结构和光反应性质
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Chinese Journal of Structural Chemistry
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    张丛丛;祝玲;范丛斌;蒲守智
  • 通讯作者:
    蒲守智

其他文献

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范丛斌的其他基金

基于二芳烯氢键有机框架光控开关的分子设计合成及功能开发
  • 批准号:
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光控二芳烯荧光探针的合成、结构与性质关系及应用研究
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    52.0 万元
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    地区科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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