特殊结构卟啉、酞菁化合物的合成及STM研究

发布时间：2017-11-12 16:05

  本文关键词：特殊结构卟啉、酞菁化合物的合成及STM研究

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【摘要】：卟啉、酞菁是具有18π电子的大环共轭体系,具有特殊的光电效应,合成具有特殊结构的双卟啉分子以及酞菁分子,对于研究它们作为特殊的功能性材料的性质具有重要的意义。本论文主要合成了含有特殊结构的单卟啉、双卟啉、酞菁锌分子,探究不同桥联分子的长度对桥联双卟啉分子以及取代基不同的取代位置对偶氮酞菁分子的性质和自组装行为的影响。本文采用Alder法制备合成了5-羟基苯基-10,15,20-三苯基卟啉、5-羟基苯基-10,15,20-三辛氧基苯基卟啉,采用羟基卟啉与卤素化合物反应制备合成了1,4-丁二酰氧基、1,8-辛二酰氧基桥联的5-羟基苯基-10,15,20-三苯基卟啉双聚体。采用DBU液相催化法,以DBU为催化剂,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,合成制备了α-四(4-偶氮苯氧基)酞菁锌和β-四(4-偶氮苯氧基)酞菁锌。采用紫外可见光谱,红外光谱,MALDI-TOF质谱等测试手段进行了表征,结果表明所合成分离得到的物质即为目标产物。紫外光谱检测结果显示：当单卟啉化合物中引入了三个推电子基团——辛氧基之后,卟啉分子的π～π*轨道能级变小,导致吸收峰发生红移现象。当吸电子基团酯基作为桥联基团替换单羟基卟啉分子的羟基基团时,给电子基团换成吸电子基团致使分子的π～π*的轨道能级差变大,从而吸收峰蓝移。而桥联分子碳链的长度从4变为8以后,其紫外可见光谱数值并无变化,可见相同的桥联基团,不同的碳链长度对紫外可见吸收光谱并无大的影响。因为给电子基团偶氮苯氧基位β位时,其n(π)轨道与酞菁环的π轨道相互作用所产生的共轭效应小于取代基位于a位时,所以相对于α-四(4-偶氮苯氧基)酞菁锌,β-四(4-偶氮苯氧基)酞菁锌的Q吸收带发生了蓝移。STM研究结果表明,当卟啉化合物含有可以形成氢键的元素越多时,越容易自组装成密排结构；加入不同的模板分子对卟啉化合物的自组装行为具有不同的影响作用。对于后续科研进展的指导意义在于：合成具有大量的O、N、F元素的卟啉对于自组装有重要意义：加入不同的模板分子观察卟啉分子不同的自组装行为。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O621.3

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本文编号：1176600