当代科技的爆发,科学体系不断完善,使人们的目光逐渐落到了新型高新技术材料上。而偶氮苯一开始就被应用在大概两方面:(1)用作光开关调控:(2)用作光敏探针[13]。光开关调控就是将偶氮苯基团引入到聚合物中,那么该聚合物会由于偶氮苯的光致异构特性而拥有光控的能力。但是这种调控要求以其为中心的偶氮苯必须拥有稳定的顺式结构。那么当其反式结构进行光致异构化时,会引起聚合物的构型转变,从而实现光控开关的功能。此外在聚合物中引入偶氮苯基团,可能会影响聚合物本身的物理性质。目前已有很多研究人员报道了相关影响。83178
偶氮苯的研究涉及面很广,不同人的研究方向也是不尽相同的。庞娟等研究员通过大量的研究来验证用可见光来驱动偶氮苯分子的光开关[14]。他们在研究过程中发现,由于紫外光存在的缺陷,如在生物体系中,紫外光会被细胞和组织强烈的散射,造成生物体内分泌系统的紊乱,细胞变异甚至死亡,导致生物体永久性的损伤。所以用紫外光做光源不是太理想。相比于紫外光,可见光既易得到,又比较安全,故而成为最佳的替代品。庞娟等对此进行了精密的计算,通过密度泛函理论、吸收光谱等方法,得出了可见光区可以出现吸收峰的结论。
Irie等将偶氮苯基团引入到聚酰胺材料,研究发现这类含有偶氮苯聚合物在N,N-二甲基乙酰胺中的溶液粘度、pH值等物理性质可以通过光照进行可逆调控。在此之后他们又在之前的基础上发扬光大,制备了侧链引入偶氮苯基团的聚苯乙烯类材料,并且实验结果证明研制出的偶氮苯聚合物在环己烷中的溶解度同样可以通过光照和紫外光进行可逆光控。论文网
XiaojuanYu等[15]发现在聚合物中引入偶氮苯基团是实现光控的一个途径。由此金属-有机骨架材料薄膜进入了他们的视线。他们将偶氮苯及其衍生物的基团纳入到金属-有机骨架材料的薄膜中,去观察偶氮苯的光致异构化反应,从而实现分子的光控功能。他们得出结论,最终的活化能与预给出的热致异构化活化能一致。此外,ZhengbangWang等[3]研究将偶氮苯分子纳入金属-有机骨架材料中得到
Cu2(AzoBPDC)2(BiPy)MOF结构,并发现当紫外线或可见光照射时偶氮侧基发生光致异构。另一个非常相似的MOF结构是Cu2(NDC)2(AzoBiPy),实验研究显示它是光异构缺席。后来他们又陆续研究了纯偶氮苯在浓缩、结晶形式下无光响应,但其被卤素元素取代后的衍生物可以检测到光开关。经过精密的计算后发现,是由于在Cu2(NDC)2(AzoBiPy)中,分子框架的接头导致阻止了其从顺式转化为反式的光异构轨迹。对于Cu2(AzoBPDC)2(BiPy)中,由于不同的几何形状不同,这样的空间位阻不存在。所以,当偶氮苯光控分子引入聚合物时,应注意聚合物的结构,防止其阻止偶氮苯基团的光致异构化。
偶氮苯在光化学和生物科学交叉领域也有了新的成果。Pouliquen等[16]合成了一种引入偶氮苯基团修饰的聚丙稀酸聚合物,它通过紫外或可见光照射来调控在水溶液中与牛血清蛋白的可逆结合。
综上所述,偶氮苯的光致异构化反应,是当前比较热门的研究领域,但其中还是有不少问题出现。如今最大的争议就是偶氮苯及其衍生物的光致异构化机理问题以及不同结构下的偶氮苯,即不同取代基的偶氮苯的光响应速率问题,需要研究人员更加细致的研究。如今科技飞速发展,知识更新速度及仪器的更新速度都在逐渐加快,相信不久的以后我们会了解更多关于偶氮苯异构化的详细信息。