科学研究近日,食品与药品学院智能生物功能材料团队在国际著名有机化学期刊《The Journal of Organic Chemistry》上发表了题为“A Visible-Light-Driven Dithienylethene Derivative Exhibiting Rapid Photocyclization with Near-Quantitative Conversion Efficiency”的研究论文。

光开关分子(如二噻吩乙烯,DTE)因其优异的热稳定性和抗疲劳性能,在光信息存储、光药理学及信息加密等领域具有广阔的应用前景。然而,传统二芳基乙烯通常依赖高能紫外光(UV)触发关环反应,紫外光的高细胞毒性与低组织穿透性严重制约了其在生物领域的应用。为解决这一难题,研究团队通过在DTE两端共价连接N,N-二甲基苯胺单元,成功构建了一种新型可见光驱动的二芳基乙烯衍生物(DTE3)。该研究的主要突破如下:
快速光响应能力:在420 nm紫光照射下,开环异构体仅需3秒即可达到光稳态(PSS)。
近定量转化效率:体系实现了高达97%的关环转化效率,有效克服了可见光驱动DTE转化率普遍偏低的问题。
优异的性能兼容性:该分子在多种有机溶剂、纳米水溶液(3NPs)及PMMA高分子薄膜中均保持良好的光开关性能。
理论机制揭示:基于TD-DFT计算发现,高振子强度的双激发态与独特的轨道分布特征,是实现高效关环过程的关键。
该论文的第一作者为王杨阳博士,通讯作者为郭辉教授和李自永教授。洛阳师范学院为第一通讯单位。该项研究工作得到了国家自然科学基金(No. 22578193)、河南省科技攻关项目、河南省高校重点科研项目以及国家级大学生创新创业训练计划等项目的资助。
《The Journal of Organic Chemistry》由美国化学会(ACS)出版,是有机化学领域历史最悠久、最具影响力的学术期刊之一。