经过分子设计并通过一定的化学途径,实现卟啉的高分子化或高聚物的卟啉功能化,将成为材料科学中具有重大科学意义的研究课题。本文在合成甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)的共聚物P(GMA-co-MMA)的基础上,采用同步合成与键合卟啉法,分别制备了键合有苯基卟啉(PP)、对氯苯基卟啉(CPP)和对硝基苯基卟啉(NPP)的三种卟啉功能化的共聚物,即:PP-P(GMA-co-MMA)、CPP-P(GMA-co-MMA)和NPP-P(GMA-co-MMA),较深入地研究了在共聚物P(GMA-co-MMA)侧链同步合成与键合卟啉的化学过程,并研究了这些卟啉功能化共聚物的谱学性能,较深入地分析了它们的光物理行为。以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,实施了单体GMA与MMA的溶液共聚合,制得了共聚物P(GMA-co-MMA),并对其化学结构进行了表征。改变两单体投料比进行共聚合,采用化学分析方法测定了低转化率下(<7%)共聚物组成,采用FR和KT两种作图法及YBR计算法对单体的竞聚率进行了计算和比较。结果表明:KT和YBR法较为准确,以DMF为溶剂时,GMA与MMA的竞聚率分别为rGMA =2.14与rMMA = 0.69,表明GMA的聚合活性高于MMA。通过环氧基团的开环成醚反应,将对羟基苯甲醛(HBA)键合于共聚物P(GMA-co-MMA)的侧链上,形成了键合有苯甲醛(BA)的共聚物BA-P(GMA-co-MMA),并对其化学结构进行了表征。考察了聚合物浓度和反应温度对该过程的影响规律,实验表明:在碱性条件下,HBA和共聚物P(GMA-co-MMA)中环氧键的开环反应易于进行。采用Adler方法,分别以BA-P(GMA-co-MMA)、苯甲醛及其衍生物(对氯苯甲醛与对硝基苯甲醛)以及吡咯为反应物,在均相反应体系中,成功地实现了在共聚物P(GMA-co-MMA)侧链同步合成与键合卟啉,制得了三种卟啉功能化共聚物:PP-P(GMA-co-MMA)、CPP-P(GMA-co-MMA)及NPP-P(GMA-co-MMA)。采用红外光谱(FT-IR)与核磁共振谱(1H-NMR)对它们的化学结构进行了充分的表征。并以合成CPP-P(GMA-co-MMA)为例,较深入地研究了各种因素对卟啉同步合成与键合过程的影响规律。实验结果表明:反应温度、催化剂种类、溶剂极性和苯甲醛衍生物中取代基结构等因素对该反应均有很大影响,为了得到较高卟啉键合量的卟啉功能化共聚物,应选择较高的反应温度,选择pKa在2.8-3.4范围内的质子酸催化剂和使用极性较强的溶剂。此外,三种卟啉功能化共聚物的合成过程相比较,CPP-P(GMA-co-MMA)是最容易合成的,而NPP-P(GMA-co-MMA)是最难合成的。测定了三种卟啉功能化共聚物的电子吸收光谱与荧光发射光谱,较为深入地分析了它们的光物理行为。实验结果表明,三种卟啉功能化共聚物都具有与小分子卟啉相同的电子吸收光谱与荧光发射光谱;随着卟啉键合量的增大,卟啉功能化共聚物电子吸收光谱中的Soret与Q吸收带的峰强均不断增强;不同的外围取代基使共聚物的吸收光谱发生不同程度的红移,其中NPP-P(GMA-co-MMA)红移程度最大;共聚物外围取代基不同,荧光发射光谱中Q发射带的强度不同,其中,NPP-P(GMA-co-MMA)的Q发射带最强;随着卟啉键合量的增大,卟啉功能化共聚物Q发射带的强度则呈现先增大后有所减弱的规律,这是由于大分子链上卟啉键合密度过高引起的静态猝灭。显然,在三种卟啉功能化共聚物中,NPP-P(GMA-co-MMA)表现出较强的光学活性。