有机铂化合物的分子结构图
近几十年来, 非线性光学在现代激光技术、光学通讯、数据储存、光信息处理等方面显示出诱人的应用前景, 使得研究开发非线性光学特性强与响应速度快的新型材料成为这一领域的前沿课题之一. 具有特殊电子性质的有机材料在一阶超极化率(二阶非线性光学性质)领域有广泛的应用前景, 其中杂环化合物显示出非常好的一阶超极化率效应, 同时, 金属有机配合物具有良好的热稳定性和光化学稳定性, 表现出比普通有机化合物更优良的非线性光学性质, 研究金属有机配合物的结构与非线性光学性质的关系显得很有意义.
含有长链β-二酮的环金属铂配合物的结构式为Pt(C^N)(O^O), (C^N) 表示环金属配体二苯基吡啶,(O^O) 表示不同链长的辅助配体β- 二酮. 2002 年Thompson 等研究合成一类具有t(C^N)(O^O)结构的环金属铂配合物, 并研究了磷光光谱和电致发光性能.由于在配合物中引入了重金属原子铂后, 可以提高自旋-轨道耦合, 缩短磷光寿命, 使原有的三重态增加了某些单重态的特性, 表现出更好的光学性质. 此类配合物在结构上, 因金属铂原子与β-二酮上两羰基形成共轭环, 分子内的电荷转移主要是金属和共轭场之间的电荷转移, 使得二阶非线性光学性质大大提高。
四川师范大学化学与材料科学学院李权等人在 B3LYP/LanL2DZ(6-31＋＋G**)理论水平对标题化合物进行结构优化和电子光谱与二阶非线性光学性质计算. 结果显示, 重金属的配合导致Pt原子与苯环, 吡啶环, β-二酮羰基环构成较大的共轭体系, 使得分子由基态到第一激发态的π→π*和 n→π*跃迁伴随 MLCT 电荷转移, 对应的最大吸收波长在 406 nm左右, 属于近紫外区, β-二酮碳链的长度对结构和电子光谱影响很小, 与实验结果一致.此类分子结构上具有的特殊共轭体系, 有利于金属Pt原子和共轭场之间的电荷转移, 长链β-二酮环金属铂配合物分子具有较好的非线性光学性质.