卟啉及其类似物在自然界中扮演着重要的角色。此外,其具有的优异的光学及电学性能已被广泛应用于非线性光学材料、光动力治疗、染料敏化太阳能电池等多个领域。卟啉及其类似物的羟基化反应是对此类化合物进行修饰的重要方法。经羟基化修饰后,卟啉类化合物的反应活性、水溶性、生物相容性等性质会发生显著的改变,从而使其应用范围得到进一步拓展。此外,羟基卟啉还可被进一步氧化为meso-氧自由基卟啉,而meso-氧自由基卟啉类化合物是一类在空气中具有良好稳定性的有机自由基类化合物,其独特的磁性和近红外吸收性能使其在分子磁体、量子信息学和生物成像等领域有广泛的应用前景。近年来,卟啉类化合物的羟基化方法已有若干报道,但这些方法的底物适用性尚待改进。本论文发展了一种温和简便的向2,18-取代卟啉中未取代的meso位引入羟基的方法。这些3,7-取代的-5-羟基卟啉可以被进一步氧化为相应的5-氧自由基卟啉。上述策略还可应用于具有meso-H的卟啉阵列化合物,在其空腔中卟啉的meso位上引入羟基/氧自由基。本论文的主要工作如下:（1）采用成熟的交叉偶联策略制备2,18-二取代卟啉,将其与双（三氟乙酰氧基）碘苯（PIFA）反应,合成多种3,7-二取代-5-羟基卟啉。使用PbO2氧化此类羟基卟啉,得到3,7-二取代-5-氧自由基卟啉。这类自由基化合物的紫外-可见-近红外吸收光谱显示,通过改变3,7位取代基可调节其近红外吸收峰的位置。其中3,7-二（4-甲氧基苯基）-5-氧自由基卟啉的近红外吸收峰红移至1750 nm处。此外,电化学数据表明,该类化合物的第一氧化电位与第一还原电位之间的差值较小。（2）本论文以2,18-二硼基-5,10,15-三（3,5-二叔丁基苯基）镍卟啉和2,18-二碘/（二溴）-5,10,15-三（3,5-二叔丁基苯基）镍卟啉为原料,与不同砌块结合,得到相应的卟啉阵列化合物。基于前文所述的方法,对其空腔内部的meso-H进行修饰,得到相应的meso-羟基取代的卟啉阵列化合物。由于此类分子中的空腔越大,越有利于PIFA对卟啉meso-C的进攻,因此该羟基化反应的难易程度受到卟啉阵列内空腔体积强烈的影响。使用PIFA与对/间亚苯基桥联的单羟基化中间体反应时,并不能得到双羟基化的产物;在此反应中,与羟基相连的卟啉单元发生开环反应,得到部分降解的产物。这些卟啉阵列大环化合物内部羟基化的物质也可以被氧化剂进一步氧化,生成相应的氧自由基类化合物。