Conversão supramolecular mediada por multímero excitado em conjuntos orgânicos de lantanídeos multicomponentes
Crédito:Journal of the American Chemical Society (2023). DOI:10.1021/jacs.3c06775 A luminescência de conversão ascendente (UC) é um processo que converte fótons de baixa energia em fótons de maior energia com aplicações promissoras em diversos campos. No entanto, os mecanismos conhecidos de UC concentram-se principalmente nos processos de transferência de energia entre íons metálicos, enquanto o papel dos ligantes orgânicos precisa ser explorado.
Conjuntos orgânicos de lantanídeos construídos por montagem de coordenação têm atraído grande atenção na química supramolecular devido às suas amplas aplicações em detecção, bioimagem e teranóstica do câncer. No entanto, limitado pela transferência de energia de sensibilizador e ativador a longa distância, alcançar UC em conjuntos orgânicos de lantanídeos multicomponentes é muito desafiador.
Em um estudo publicado no Journal of American Chemical Society , o grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Sun Qingfu do Instituto Fujian de Pesquisa sobre a Estrutura da Matéria da Academia Chinesa de Ciências propôs UC supramolecular mediada por multímero excitado em conjuntos orgânicos de lantanídeos multicomponentes.
Os pesquisadores descobriram que a variação sutil dos substituintes periféricos do ligante induziu o controle da estereoconfiguração centrada no metal e deu origem a dois Ln8 topológicos. L12 -tipo (Ln para íon lantanídeo; L para ligante orgânico L1 ou L2
R/S
) complexos orgânicos de lantanídeos. Ressonância magnética nuclear, espectrometria de massa de tempo de voo por ionização por eletrospray e cristalografia de raios X confirmaram a formação de Ln romboédrico 8 (L1 )12 e octaédrico Ln8 (L2
R/S
)12 .
Estudos fotofísicos sobre os conjuntos orgânicos de lantanídeos mostraram Eu
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sensibilizado altamente eficiente , Sm
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e Yb
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para o homometálico Ln8 L12 através do efeito de antena tradicional. Os conjuntos orgânicos de lantanídeos supramoleculares desta estrutura de pseudo-cubo exibiram um raro exemplo de estados de multímeros excitados induzidos por montagem, suprimindo a orientação intramolecular e a vibração.
Apesar das grandes distâncias Ln···Ln (> 1,4 nm) nos complexos, o Yb8 (L2 )12 a montagem mostrou fluorescência verde multimérica convertida sem precedentes (500 nm) sob excitação de 980 nm. Uma dependência quadrática da intensidade de UC na densidade de potência do laser coincide com o mecanismo UC de dois fótons esperado. Além disso, as energias dos estados multímeros excitados podem ser transferidas para o Eu
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parcialmente dopado íons em heterometálico (Yb/Eu)8 L12 assembleias, percebendo as emissões vermelhas convertidas de Eu
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via UC de sensibilização cooperativa mediada por multímero excitado.
Os pesquisadores não observaram nenhum Eu
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detectável Emissão de UC centrada em misturas pós-montagem de 7 equivalentes de Yb8 L12 e 1 equivalente de Eu8 L12 sob excitação de 980 nm, confirmando que o Yb
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→ Eu
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a transferência de energia é um processo UC intramolecular e não intermolecular.
Este estudo fornece uma nova estratégia para projetar materiais UC, que é crucial para explorar fotofunções de complexos orgânicos de lantanídeos multicomponentes.
Mais informações: Xiao-Fang Duan et al, Excited-Multimer Mediated Supramolecular Upconversion on Multicomponent Lanthanide-Organic Assemblies, Journal of the American Chemical Society (2023). DOI:10.1021/jacs.3c06775 Informações do diário: Jornal da Sociedade Americana de Química
