“超分子体系中的光诱导电子转移、能量传递和化学转换”获 2005年度国家自然科学奖二等奖

日期 2006-03-06　来源：情况交流　作者：化学科学部杜灿屏翟宏斌梁文平　【大中小】　【打印】　【关闭】

　　在国家自然科学基金面上、重点和重大项目的长期持续资助下，由中国科学院理化技术研究所佟振合院士领导的研究组经过20年的不懈努力，在超分子体系中的光诱导电子转移、能量传递和化学转换研究方面取得了一系列具有重要影响的研究成果，并获得了2005年度国家自然科学奖二等奖。　　超分子化学是以多种分子间相互作用为基础，以超分子和分子聚集体为研究对象的化学。超分子体系的大多数功能基于超分子体系中的能量传递、电子转移和化学转换。该项成果主要包括两方面：1）证明在超分子体系中可以发生光诱导远程分子内电子转移和能量传递；2）提出利用超分子体系的微纳米结构为微反应器控制化学反应的方向，提高化学反应的选择性。　　在分子科学中电子转移要求给体和受体非常靠近，转移的速度和效率随着给体－受体之间距离增大呈指数下降；三重激发态的能量传递是通过电子交换机制进行的，远程的三重态能量传递也不能发生。他们的研究表明，超分子中的光诱导三重态能量传递和电子转移不遵守上述规则：用硬链段连接的给体－受体超分子化合物中，即使给体－受体距离大于20?，光诱导电子转移和三重态能量传递仍能有效地进行，并提出这种传递是“通过化学键”进行的新观点，为理解植物的光合作用和设计新型的光电子材料和器件提供了依据。　　与分子化学中的化学反应不同，超分子体系中化学反应的选择性由反应物在空间的构型决定。他们提出可以利用超分子体系所提供的纳微米孔腔和界面作为微反应器控制反应物的构型，提高化学反应的选择性。他们利用微反应器在高底物浓度条件下高产率合成了一系列大环化合物，解决了大环化合物合成中存在的经典难题；在烯烃的光敏氧化反应中，他们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化产物或单一地生成超氧负离子的氧化产物，开创了一条独特的提高烯烃氧化反应选择性的新途径。　　上述结果在SCI收录的刊物上发表论文近100篇，包括在Acc. Chem. Res. 上1篇，J. Am. Chem. Soc. 上7篇；论文被他人正面引用510余次，发表在Acc. Chem. Res.上的文章被日本刊物译成日文转载；应邀在国际学术会议上作特邀和邀请报告50余次。上述成果得到国内外同行的认同和大量引用，产生了较大的影响。