[发明专利]能够络合至少一种金属元素的基于三唑基的化合物和基于这些化合物的配位络合物

说明书

技术领域

本发明涉及能够络合至少一种金属元素的新型化合物，以及这些化合物与一种或几种金属元素如钌形成的配位复合物。

这些化合物及基于这些化合物的配位络合物潜在地具有光化学性质，即它们可通过特别是产生在化学反应如氧化-还原化学反应中涉及的电子和/或质子，诱导光能转化为化学能。

因此，这些化合物可应用于许多涉及光作为能源的领域，如用于生产燃料的领域，涉及氧化-还原反应的生产合成产品的领域，涉及氧化还原反应的治疗或诊断领域，产生电力的领域。

背景技术

由于其应用领域非常广泛，因此许多研究团队将目标设定为开发通过络合结合金属元素后能够具有光化学特性的化合物。

特别是Graetzel等的案例（见Coord.Chem.Rev.,2004,248,1447-1453），其创建了如式[Ru(Bipy(COO)₂)₂(NCS)₂]所示的基于钌的络合物，因此钌被具有两个羧基的两个联吡啶基团（表示为式(Bipy(COO)₂)₂）和两个异硫氰酸基（表示为式(NSC)₂）螯合。该络合物用于光伏器件中，其吸附在包括二氧化钛晶粒的电极表面，该电极充当阳极。接触可见光时，该络合物吸收光子并相应地射出电子，构成电极晶粒的二氧化钛的导带捕获所述电子，所述电子随后传送至连接阳极的阴极，其在阴极诱导充当电子继电器的氧化还原对的还原（I₃^-/I^-）。

为了扩大能够络合金属元素并因此具有光化学性质的化合物的应用范围，一些作者致力于有机化合物的设计，所述有机化合物除了络合基团之外还包括特别是借助联接基团（间隔基团，spacer group）结合于所述络合基团的其它基团，这些其它基团可具有不同的功能，如通过共价键固定于不同支持体，催化性能和/或寻址性能（即对靶标（如给定的细胞，细胞区室）具有亲和力的能力）。这些化合物可描述为模块化合物（modular compound）。

因此，一些作者通过借助联接基团将上述基团相连来开发该模块化合物，如酰胺联接基团（如J.Am.Chem.Soc.,2000,122,3932-3936中所述）或咪唑联接基团（如Angew.Chem.Int.Ed.,2005,44,1536-1540中所述）。然而，通过使用该类联接基团产生该化合物须在一定条件下完成，该条件难以应用，特别是大规模应用。

为了克服这些合成缺陷，一些作者通过基团之间的偶联反应将络合基团与另一个基团偶联来产生模块化合物，简单和有效地实施：具有叠氮官能的基团和具有炔基官能的基团的Huisgen型1,3-偶极环加成反应，借此获得包括借助三唑联接基团结合于另一个基团的络合基团的化合物。特别是Winter等在Synthesis,2009,No.9,p.1506-1512中的案例，其描述了包括借助三唑联接基团连接于其它基团（特别是芳基）的三联吡啶基的化合物，所述三联吡啶基与钌络合。该出版物的作者确定由三唑基彼此分离的芳基和三联吡啶基具有较差的电子传递，并将该较差的电子传导归因于该三唑基的较差的导电性能。

因此，鉴于现有技术，确实存在使用三唑基形成两个基团间的连接（桥接，bridge）的先验技术，其中至少一个基团为络合了至少一种金属元素的基团，以获得以下化合物：

-具有光化学特性；和

-在通过三唑联接基团连接的络合基团和另一个基团之间具有良好的电子传导。

本发明的作者（发明人）将自己的目标设定为提出新型化合物，其中所述化合物的至少一个结构性基团（constitutive group）为至少一种金属元素的络合基团，与金属元素络合后在光刺激的存在下具有光化学特性，其中络合基团通过联接基团结合于可以具有多种功能（例如在支持体上的固定功能，催化功能等）的另一个基团，络合基团和所述另一个基团之间的电子传导必须有效。

发明内容

尽管存在先验技术，但本作者（本发明人）惊讶地发现通过选择合适的基团，可获得包括通过三唑联接基团结合于另一个基团的所述络合基团的化合物，并且未干扰或降低络合基团和其它基团之间通过三唑联接基团的电子传导，而现有技术的化合物中存在该干扰或降低的情况。

因此，本发明涉及符合如下式（I）的化合物：

A-T-Z

（I）

其中：