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二茂鐵具有良好的可逆的電化學特性,當二茂鐵通過有機共軛相聯時,在光誘導下,可發生長距離的分子內電子轉移,構成分子導線。這類化合物中的電子轉移速率、平衡常數都可定量測出。
給體-受體型二茂鐵衍生物在π共軛體系的兩端分別連有電子給體和受體,這樣更易于發生分子內電荷轉移,能有效地誘導體系的非對稱極化,因此分子具有較大的非線性極化率。根據此性質可設計具有氧化還原開關效應的二茂鐵衍生物。若二茂鐵與光敏基團相聯,可構成分子開關,通過光誘導引發二茂鐵進行氧化還原,從而實現開關控制。實驗表明,二茂鐵衍生物分子的某些非線性光學性能明顯優于類似結構的苯衍生物。將二茂鐵與C60組裝成Donor-Bridge-Acceptcd分子,在光誘導下,電子從二茂鐵經共軛體系傳遞到C60。
有人合成了二茂鐵單、多核金屬配合物及其二茂鐵衍生物,運用電化學研究這些配合物的電子轉移機理,結果表明,平面型配合物橋聯雙二茂鐵體系的氧化分為兩步單電子可逆過程,兩個二茂鐵基之間的電子傳遞主要通過配體的骨架鏈進行。而變形四面體配合物橋聯雙二茂鐵體系的氧化為一步兩電子過程,分子中的電子離域程度低,抑制了兩個二茂鐵基之間的電子轉移,兩個二茂鐵基近乎相同。