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伴随着科技的发展及生产生活的需要,新型多功能材料的开发与应用已经成为当前研究的热点问题和重要任务。人类正致力于开发与创造能与天然材料相媲美甚至优于天然材料的新型的功能材料。
咔咯(Corrole)化合物,特别是金属咔咯配合物由于其具有独特的光、电、磁等性质而在抗肿瘤光敏剂、化学氧化或还原反应催化剂、电催化还原O2或CO2的电极材料等领域都有着广泛的潜在应用前景。但是,迄今为止,由于合成方法的限制,人们对于咔咯配合物的研究重点仅局限在自由咔咯和单层金属咔咯配合物方面。而三明治型四吡咯环配合物中共轭大环配体之间具有较强的π-π相互作用,使得该类配合物具有非常特殊的功能性质和应用前景,例如三明治型酞菁类配合物在光导材料、光记录材料、非线性光学材料、分子半导体、电致变色材料、分子磁性材料等领域得到广泛研究及应用,是目前少数几种已获得广泛实际应用的分子有机功能材料之一。目前,国内外对三明治型四吡咯环配合物研究已取得较大的进展,研究成果主要在于三明治型酞菁配合物、三明治型卟啉配合物以及三明治型混杂卟啉酞菁配合物,对于三明治型咔咯-酞菁配合物至今并未见报道,因此研究创新的三明治型咔咯-酞菁配合物具有重要的学术价值和实际应用意义。本论文主要介绍了四吡咯类大环配合物的合成、结构、性质及应用研究。具体研究内容如下:
1、采用改进的Lindsey法以甲醇/水混合溶剂为介质合成了Meso-5,10,15,20-四(4-氯苯基)卟啉化合物,采用紫外-可见光谱、核磁共振谱、质谱、荧光和电化学等方法对该化合物进行系统表征。另外通过X-射线单晶衍射技术对四(4-氯苯基)卟啉的晶体结构进行了测定和解析。
2、我们设计合成了两个系列酞菁类化合物,分别为无取代酞菁类配合物Eu[Pc](acac),Eu[Pc]2,Eu2[Pc]2[(ClPh)3Cor]和含有氧碳八取代基团取代的酞菁类配合物 Eu[Pc(OC8H17)8](acac),Eu2[(OC8H17)8Pc]2[(ClPh)3Cor]。利用紫外-可见光谱、质谱等方法对配合物进行表征,采用循环伏安法测定和研究了它们在CH2Cl2溶液中的电化学性质,发现它们在溶剂中都可以发生不同级数的电还原和电氧化反应。并采用现场紫外-可见光谱电化学方法对其光谱电化学性质进行了研究,探讨了配合物在实验条件下的氧化还原行为和电子转移机理。