氨基金属酞菁及其衍生物的合成、表征与性质的研究

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酞菁(Pc)类化合物的独特的物化性质,从1907年酞菁被发现至今越来越受到世界科技界的关注。作为一种高级功能材料,其在高科技领域中的应用与日俱增。广泛用于高效催化、生物模拟、超导材料、非线性材料、信息储存、智能识别等尖端技术中。然而,酞菁的难溶、难提纯和特殊构型分子的难合成,在一定程度上限制了其应用。我们旨在合成出一类溶解性较好、纯度高、易于衍生化的酞菁材料——氨基酞菁。 分别从4-硝基邻苯二甲酰亚胺和3-硝基邻苯二甲酸酐出发,未经色层分离,只经两步反应,合成出了两类四氨基金属酞菁,产品纯度高,产率高,在DMF、DMSO等溶剂中的溶解度大。对它们进行了质谱、~ⅠH核磁共振谱、紫外可见光谱及红外光谱表征。表征的结果发现,氨基金属酞菁在DMF中有二聚现象;其分子中氨基有较强的抗氧化性;氨基(尤其由3-硝基邻苯二甲酸酐合成的氨基金属酞菁分子中的氨基)向酞菁环供电子的现象明显;以4-硝基邻苯二甲酰亚胺合成的氨基金属酞菁分子中,氨基以热力学转动状态存在为主;以3-硝基邻苯二甲酸酐合成的氨基金属酞菁分子中存在分子内氢键,氨基以热力学共轭状态存在为主。在由3-硝基邻苯二甲酸酐合成的氨基铜酞菁分子中氨基有从热力学转动状态逐渐向热力学共轭状态转化的趋势。从氨基金属酞菁出发经酰化反应合成出了四邻苯二甲酰亚胺基金属酞菁;经schiff碱反应合成出了四苯甲亚胺基锌酞菁。用上述表征手段对两类衍生物进行了表征,发现前者的紫外可见光谱中Q带发生了分裂,后者在不同溶剂中,紫外可见光谱不同,对此作了定性分析。 展望氨基金属酞菁的未来,它将是简易合成自组装材料——含巯基酞菁的一种理想原料。致使含巯基酞菁的物种得以快速丰富和发展;使自组装技术发生飞跃,使智能化器件更加理想化。
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