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卟啉二联体的合成及其性质研究

作　者: 郭喜明
导　师: 师同顺
学　校: 吉林大学
专　业: 无机化学
关键词: 二联体对羟基苯基卟啉基质材料性质研究低聚物目标化合物研究成果二聚物一步合成法光谱学方法
分类号: O626
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

在本论文中,我们采用一步合成法成功地合成出组成相近、结构不同的5种meso-对羟基苯基卟啉单体。这一方法曾被用来合成类似的化合物,但是产物的分离一直限制着本法的应用。本研究组成功地摸索出分离5种羟基苯基卟啉单体的有效方法,获得了产率比较高的卟啉单体,利用现代光谱学方法对卟啉单体的结构加以确证。这一研究成果为制备类似的卟啉化合物奠定了基础,为以后合成方阵型卟啉聚合物提供了基质材料,为合成新颖的卟啉低聚物扩宽了道路。本文第一部分还讨论了周边具有不同活性基的卟啉化合物对其发射光谱的影响、不同性质的溶剂对于卟啉发光性质的影响,为获得具有应用前景的发光材料做了一些基础研究工作。第二部分工作是在前面工作的基础上合成卟啉低聚物,主要讨论了单羟基苯基卟啉的共振结构,从而推断出单羟基卟啉通过弱相互作用自聚集生成二聚物的机理,按照设想,合成出未见文献报道的卟啉二聚物,通过元素分析,质谱,红外光谱,核磁氢谱对其结构加以确证。通过和单体对比研究二聚体电化学,光化学等性质,结果发现,卟啉二聚集体在某些方面具有比单体更优异的特殊性质。这些研究成果为卟啉超分子的自组装机理的探讨奠定了基础,这方面的工作至今尚未见报道。第三部分工作是以单羟基苯基卟啉为原料,合成以L-谷氨酸直接桥联的卟啉二联体,并通过现代谱学方法对其结构加以表征。这部分的研究对于进一步探讨卟啉在生命过程中特殊作用具有重要意义。第四部分工作是以单羟基苯基卟啉为原料,以顺丁烯二酸为桥连基,合成了卟啉二联体,通过现代谱学对其结构进行了表征,并且确证了化合物是目标化合物。这部分研究主要是为进一步模拟光合作用过程中的电荷分离,及其电荷传递等过程合成了基质材料。

全文目录

第一章前言  10-39
  1. 卟啉单体的研究  10-15
    1.1 卟啉的特点和功能  10-12
    1.2 卟啉化合物的命名法  12-13
    1.3 卟啉的合成方法  13-14
    1.4 卟啉的研究现状  14-15
  2. 卟啉聚化合物的研究  15-32
    2.1 卟啉聚合物的功能特性  15-16
    2.2 卟啉二聚物的研究背景  16-17
    2.3 卟啉聚合物的研究方向  17-18
    2.4 卟啉聚合物的合成  18-19
    2.5 卟啉二聚化合物的分类  19-32
      2.5.1 杂原子键连  20-22
      2.5.2 C-C 键连  22-28
      2.5.3 其它的键连方式  28-32
  3. 金属卟啉配合物  32-37
    3.1 金属卟啉配合物的合成  32-33
    3.2 金属卟啉的分离及其纯化  33-34
    3.3 金属卟啉的分类  34
    3.4 金属卟啉配合物的性质及其研究方法  34-37
      3.4.1 金属卟啉的结构特征  34
      3.4.2 卟啉配体及其金属卟啉化合物的研究方法  34-37
        3.4.2.1 颜色和溶解度  35
        3.4.2.2 卟啉的电子光谱  35-36
        3.4.2.3 卟啉的红外光谱  36
        3.4.2.4 卟啉的质谱及其元素分析  36
        3.4.2.5 卟啉的核磁共振谱  36-37
  4. 本论文选题依据  37-39
第二章系列羟基苯基卟啉的合成及其性质研究  39-59
  2.1 实验部分  39-42
    2.1.1 实验主要试剂及处理  39
    2.1.2 化合物的合成  39-40
    2.1.3 系列羟基苯基卟啉的分离  40-42
      2.1.3.1 薄层层析分析(TLC)  40-41
      2.1.3.2 系列羟基苯基卟啉极性的理论分析  41
      2.1.3.3 羟基苯基卟啉的分离  41-42
  2.2 系列羟基苯基卟啉单体的表征  42-59
    2.2.1 实验主要仪器及测试方法  42
    2.2.2 系列羟基苯基卟啉的紫外—可见光谱  42-43
    2.2.3 系列羟基苯基卟啉的元素分析和质谱数据及其特征  43-45
    2.2.4 系列羟基苯基卟啉的 IR 光谱  45-46
    2.2.5 系列羟基苯基卟啉的 H NMR 谱  46-48
    2.2.6 系列羟基苯基卟啉的荧光光谱  48-59
      2.2.6.1 荧光光谱的理论分析  48-49
      2.2.6.2 实验部分  49-59
        2.2.6.2.1 主要试剂及处理  49-50
        2.2.6.2.2 实验仪器  50
        2.2.6.2.3 荧光光谱测定  50-52
        2.2.6.2.4 溶剂对系列羟基苯基卟啉的荧光光谱的影响  52-59
第三章系列羟基苯基卟啉的自聚合研究及其光谱性质研究  59-82
  3.1 引言  59-63
    3.1.1 聚集体的分类  59
    3.1.2 驱动分子形成低聚体的作用力  59-61
      3.1.2.1 π-π相互作用  60
      3.1.2.2 π-π相互作用模型  60
      3.1.2.3 静电作用在π-π体系中的作用  60-61
    3.1.3 氢键作用  61-62
    3.1.4 静电作用  62-63
    3.1.5 边基配位作用  63
  3.2 实验部分  63-65
    3.2.1 实验主要试剂及处理  63-64
    3.2.2 实验主要仪器及其方法  64
    3.2.3 二聚物的制备  64-65
    3.2.4 有关二聚物合成过程的影响因素  65
  3.3 羟基苯基卟啉的共振结构  65-68
  3.4 MHTPP 的聚合反应过程监测  68-70
  3.5 二聚体的表征  70-73
    3.5.1 紫外可见光谱  70-72
    3.5.2 红外光谱  72
    3.5.3 质谱和核磁共振氢谱  72-73
  3.6 卟啉二聚体的性质研究  73-82
    3.6.1 XPS 光谱  73-76
    3.6.2 荧光光谱研究  76-78
    3.6.3 时间分辨荧光光谱研究  78-79
    3.6.4 循环伏安研究  79
    3.6.5 表面光电压谱研究  79-82
第四章氨基酸桥连的卟啉二联体的合成及其性质研究  82-93
  4.1 引言  82
  4.2 实验部分  82-85
    4.2.1 实验主要试剂及处理  82-83
    4.2.2 实验主要仪器及其方法  83-85
      4.2.2.1 氨基酸氨基的保护  83-84
      4.2.2.2 氨基被保护氨基酸二酰氯的制备  84
      4.2.2.3 D-PH2的合成  84-85
  4.3 二联体化合物的表征  85-90
    4.3.1 D-PH2的电子吸收光谱  85-87
    4.3.2 D-PH的红外光谱  87-88
    4.3.3 D-PH2的核磁氢谱  88-89
    4.3.4 二联体的质谱及其元素分析  89-90
  4.4 二联体化合物的性质研究  90-93
    4.4.1 D-PH2的热分析  90-91
    4.4.2 D-PH的 CD 光谱研究  91-93
第五章金属卟啉二联体的制备及其表征  93-102
  5.1 引言  93
  5.2 实验部分  93-94
    5.2.1 实验主要试剂及处理  93
    5.2.2 实验主要仪器及其方法  93-94
  5.3 金属卟啉二联体的制备、表征及其性质研究  94-102
    5.3.1 金属卟啉二联体的制备  94-95
    5.3.2 金属卟啉二联体表征及其性质研究  95-102
      5.3.2.1 二联体的Uv-Vis 吸收光谱  95-96
      5.3.2.2 二联体的红外光谱  96-97
      5.3.2.3 二联体的拉曼光谱  97-99
      5.3.2.4 二联体的质谱  99
      5.3.2.5 卟啉二联体的CD光谱研究  99-100
      5.3.2.6 卟啉二联体的荧光光谱研究  100-102
第六章马来酸桥连的卟啉二联体的合成及其表征  102-108
  6.1 引言  102
  6.2 实验部分  102-103
    6.2.1 实验主要试剂及处理  102-103
    6.2.2 实验主要仪器及其方法  103
  6.3 卟啉二联体的制备、表征及其性质研究  103-104
  6.4 金属卟啉二联体的制备  104-105
  6.5 以马来酸为桥连基的卟啉二联体的表征  105-108
    6.5.1 二联体的Uv-Vis 吸收光谱  105-106
    6.5.2 二联体的红外光谱分析  106-107
    6.5.3 二联体的质谱分析  107-108
参考文献  108-126
致谢  126-127
作者简介  127-128
中文摘要  128-133
英文摘要  133-138

卟啉二联体的合成及其性质研究

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