吡嗪衍生物在石墨表面上的自组装单层膜结构.pdfVIP

物理化学学报(Ⅵ协“胁f甜比P豇‘已易口D) August Ac砌P砂5．一劬砌．S讯．，2005，21(8)：925—928 吡嗪衍生物在石墨表面上的自组装单层膜结构木 安石妍，，z徐善东2曾庆祷2谭忠印1王琛2万立骏2白春礼2 (1辽宁师范大学化学化工学院，大连116029； 。中国科学院化学研究所，分子纳米结构与纳米技术重点实验室，北京100080) 摘要利用扫描隧道显微镜研究了荧光液晶分子2，5一二一[2一(3，4一二一十二烷氧基．苯基)．乙烯基】一3，6一二甲基吡嗪 (BPDPl2)在石墨表面上自组装单层膜的结构．实验结果表明，该化合物在石墨表面形成两种自组装结构：一种是 稳定的，分子的共轭中心相互平行，烷基链相互交错的密排结构；另一种是不稳定的，分子的共轭中心彼此为烷 基链所分隔的非密排结构．分子之间较强的7r一仃作用和分子烷基链之间的范德华作用力对分子组装的取向形成 竞争，是产生两种不同组装结构的根本原因． 关键词： 扫描隧道显微镜， 自组装，吡嗪衍生物 中图分类号：0647 自组装单分子膜(sAMs)是指有机物、无机物分子2，5一二一[2一(3，4一二一十二烷氧基一苯基)一乙烯基】一 子或离子在溶液或气相中自发地吸附在固体表面上 所形成的紧密排列的二维有序单分子层，其厚度约 构．BPDPl2的结构式见图1． 几个纳米【11．由于sAMs具有独特的物理性能、化学 BPDPl2是一种黄色晶体，该分子中含有大的 性能、光学性能和电子传输性质，因而引起了人们 共轭7r键，可以在有机溶剂中溶解并有荧光．从结 IIlicm— 构上看，BPDPl2分子的共轭部分是液晶分子的刚 的关注嘲．扫描隧道显微镜(scaIlIlingtIl衄ehng 性核心，两侧的烷基链是形成液晶所必需的柔性部 scopy，s1M)是研究表面和界面的有机分子自组装 单分子膜的有力工具．通过扫描隧道显微镜方法可 分．该分子的共轭部分类似于光化学领域有重要应 以得到很多方面的信息，例如：单晶表面的分子排 用的共轭双烯化合物2，5一二一苯乙烯基吡嗪(2，5一 布踟、取向∞，以及被吸附物和基底晶格问参数的度 量叨，小畴区的再取向和分子的各向异性的分子动力 表明，BPDPl2分子有两种不同自组装结构，密排结 学过程M等等．它为有机自组装膜在表面可湿性控 制、防腐蚀、传感器、纳米分子器件以及平板印刷术 组装的高分辨sTM图像的研究，初步给出了导致两 等方面的应用奠定了基础删． 种不同组装结构的可能原因． 在医药化学和生物化学领域，吡嗪及其衍生物 2H25 作为一种良好的媒介物已经得到了广泛的应用和研 2H25 究．特别是由硝基羧酸通过生物合成的方法合成的 2，5位取代的吡嗪衍生物，是大量含抑制细胞生长 C12H 和抗癌成分的海洋产品的最普遍的单元【lq；而且，它 们还作为无机发光材料的替代物可以控制一些重要 C12H 的生物机能．在本文中，我们选取石墨作为基底，在 图1BPDPl2的结构式 大气环境下利用扫描隧道显微镜研究了荧光液晶分 Fig．1Thes廿mctleOfBPDPl2 2004一12一03收到初稿，2005一01—20收到修改稿． cptzy@siIl乱com)．’国家自然科学基金20103008)和国家基础研究重大项目计划(G2000077501)资助 万方数据