金属卟啉化合物光谱化反应研究 Ⅱ. 周边取代与轴向配位对金属卟啉光敏化反应的影响

本文研究了中-四(对三甲胺基苯基)金属卟啉(MeTPI, Me=H2, Zn(Ⅱ),Cu(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Mn(Ⅲ), Co(Ⅲ))光敏化还原甲基紫精(MVI2)反应, 用动力学方程参数a, 诱导时间ti和初始反应速率v0来衡量光敏剂的优劣。同时讨论了不同的取代基以及不同的轴向配体对光敏剂光敏性的影响。结果表明: Zn(Ⅱ)TPI的光敏性较好; 含氮芳香有机碱对光敏剂起"增敏"作用, 并且通过引入带有正电荷的轴向配体, 使"增敏"效果更加显著, 同时发现, 脂肪胺起"降敏"作用。     

金属卟啉化合物光催化反应研究 Ⅱ.周边取代与轴向配位对金属卟啉光敏化反应的影响

本文研究了中-四(对三甲胺基苯基)金属卟啉(MeTPI,Me=H_2,Zn(Ⅱ),Cu(Ⅱ),Ni(Ⅱ),Mn(Ⅲ),Co(Ⅲ))光敏化还原甲基紫精(MVI_2)反应,用动力学方程参数a,诱导时间t_i和初始反应速率V_0来衡量光敏剂的优劣.同时讨论了不同的取代基以及不同的轴向配体对光敏剂光敏性的影响.结果表明:Zn(Ⅱ)TPI的光敏性较好;含氮芳香有机碱对光敏剂起“增敏”作用,并且通过引入带有正电荷的轴向配体,使“增敏”效果更加显著,同时发现,脂肪胺起“降敏”作用.     

超导核磁共振研究金属卟啉与配体交换动力学

用超导核磁共振研究了4种咪唑配体与金属卟啉铁(Ⅲ)和锰(Ⅲ)配位的交换反应动力学.探讨了不同轴向配体对同一金属卟啉、金属卟啉环上取代基、不同金属离子以及温度等因素对交换反应动力学的影响,进一步验证了线性热力学函数关系的存在.     

尾式金属卟啉配合物的研究——Ⅳ.含氮配体与尾式铁(Ⅲ)卟啉轴向配位反应热力学及其配位模式

用分光光度法研究了咪唑或吡啶类配体与5-[邻-(4-(1-咪唑基)丁氧基)苯基]-10,15,20-三苯基卟唑合铁(Ⅲ)氯化物[[Fe~Ⅲ(ImTPP)]Cl]和5-[对-(4-(3-吡啶氧基)丁氧基)苯基]-10,15,20-三苯基卟啉合铁(Ⅲ)氯化物[[Fe~Ⅲ(PyTPP)]Cl]两种尾式铁(Ⅲ)卟啉的轴向加合作用,测定了平衡常数、热力学参数及含氮配体的加合分子数.结果表明,[Fe~Ⅲ(PyTPP)Cl与[Fe~Ⅲ(TPP)]Cl相类似,均与咪唑、吡啶类配体生成1:2低自旋六配位加合物.含氮配体与[Fe~Ⅲ(ImTPP)]Cl的轴向加合反应平衡常数比与[Fe~Ⅲ(TPP)]Cl相应的平衡常数大10～10~3倍,这是因为含氮配体与[Fe~Ⅲ(ImTPP)]Cl的轴向配位诱导了尾端咪唑基与配合物中的Fe~Ⅲ离子的轴向配位,这种配位模式增强了含氮配体与Fe~Ⅲ离子的键合;尾端咪唑基与配合物中的Fe~Ⅲ离子配位的模式得到了UV—vis、~1H NMR及EPR实验数据的进一步证实.     

水溶性卟啉配合物的合成及光敏化行为

在低沸点的氯仿溶剂中合成了中-四(对二甲基丙磺酸基氨基)苯基卟啉(简记为H₂TPS),在乙酸溶剂中合成了相应的金属卟啉[简记为MeTPS,Me=Zn(Ⅱ),Cu(Ⅱ),Ni(Ⅱ),Co(Ⅲ),Mn(Ⅱ)],并进行了表征。TEOA-MeTPS-MV²⁺-DMSO(H₂O)(75:25,V/V)体系的光敏化还原MV²⁺反应的研究结果表明,Zn(Ⅱ)TPS、Mn(Ⅱ)TPS及H₂TPS是较好的光敏剂,且以Zn(Ⅱ)TPS为最好。     

尾式金属卟啉配合物的研究IV: 含氮配体与尾式铁(III)卟啉轴向配位反应热力学及其配位模式

用分光光度法研究了咪唑或吡啶类配体与5-[邻-(4-(1-咪唑基)丁氧基)苯基]-10,15,20-三苯基卟啉合铁(III)氯化物[[Fe^I^I^I(ImTPP)]Cl]和5-[对-(4-(3-吡啶氧基)丁氧基)苯基]10,15,20-三苯基卟啉合铁(III)氯化物[[Fe^I^I^I(PyTPP)]Cl]两种尾式铁(III)卟啉的轴向加合作用, 测定了平衡常数、热力学参数及含氮配体的加合分子数。结果表明, [Fe^I^I^I(PyTPP)Cl与[Fe^I^I^I(TPP)]Cl相类似, 均与咪唑、吡啶类配体生成1:2低自旋六配位加合物。含氮配体与[Fe^I^I^I(ImTPP)]Cl的轴向加合反应平衡常数比与{Fe^I^I^I(TPP)]Cl相应的平衡常数大10-10^3倍, 这是因为含氮配体与[Fe^I^I^I(ImTPP)]Cl的轴向配位诱导了尾端咪唑基与配合物中的Fe^I^I^I离子的轴向配位, 这种配位横式增强了含氮配体与Fe^I^I^I离子的键合; 尾端咪唑基与配合物中的Fe^I^I^I离子配位的模式得到了UV-vis、^1H NMR及EPR实验数据的进一步证实。     

尾式金属卟啉配合物的研究IV: 含氮配体与尾式铁(III)卟啉轴向配位反应热力学及其配位模式

用分光光度法研究了咪唑或吡啶类配体与5-[邻-(4-(1-咪唑基)丁氧基)苯基]-10,15,20-三苯基卟啉合铁(III)氯化物[[Fe^I^I^I(ImTPP)]Cl]和5-[对-(4-(3-吡啶氧基)丁氧基)苯基]10,15,20-三苯基卟啉合铁(III)氯化物[[Fe^I^I^I(PyTPP)]Cl]两种尾式铁(III)卟啉的轴向加合作用, 测定了平衡常数、热力学参数及含氮配体的加合分子数。结果表明, [Fe^I^I^I(PyTPP)Cl与[Fe^I^I^I(TPP)]Cl相类似, 均与咪唑、吡啶类配体生成1:2低自旋六配位加合物。含氮配体与[Fe^I^I^I(ImTPP)]Cl的轴向加合反应平衡常数比与{Fe^I^I^I(TPP)]Cl相应的平衡常数大10-10^3倍, 这是因为含氮配体与[Fe^I^I^I(ImTPP)]Cl的轴向配位诱导了尾端咪唑基与配合物中的Fe^I^I^I离子的轴向配位, 这种配位横式增强了含氮配体与Fe^I^I^I离子的键合; 尾端咪唑基与配合物中的Fe^I^I^I离子配位的模式得到了UV-vis、^1H NMR及EPR实验数据的进一步证实。     

水溶性金属卟啉存在下硫醇氧化反应的研究

本文研究了水溶性金属卟啉存在下丁硫醇的氧化过程, 考察了金属卟啉的中心金属离子、周围基团及轴向配体与其催化活性之间的关系。发现只有钴卟啉对硫醇的氧化反应有明显的催化作用。卟啉环的周围基团对钴卟啉的催化性能有显著影响, 其活性顺序为: CoTPyP>Co(p-SO3Na)TPP>Co(p-OH)TPP>Co(p-NH2)TPP>CoTPP。研究了各种动力学因素(底物浓度、催化剂浓度、碱浓度和吡啶添加物浓度)与硫醇转化速度之间的关系并借助设想的催化循环解释了反应的动力学规律。     

金属卟啉存在下芳醛氧化反应的研究

本文研究了在金属四苯基卟啉[Co(II)TPP,Fe(III)TPPCl,Mn(III)TPPCl,Zn(II)TPP,Cu(II)TP.TPP=四苯基卟啉]存在下,用氧气氧化芳醛的过程.测定了反应体系的吸氧动力学曲线;观察了氧化过程中金属卟啉的可见光谱的变化;研究了底物,金属卟啉在反应体系中的浓度以及溶剂等因素对反应的影响.结果发现,除能可逆键合分子氧的Co(II)TPP外,不具此种功能的Fe(III)TPPCl和Mn(III)TPPCl也能加速芳醛的氧化反应.然而,它们的催化作用是在金属四苯基卟啉与反应过程中积累起来的过酸作用,卟啉环遭到破坏后观察到的,此时可能形成了某种新的催化活性中心.金属卟啉本身对反应起抑制作用,它只是表观上的催化剂,其催化作用看来不应归结为对分子氧的活化.     

新型水溶性金属卟啉配合物的合成及其光敏性质

本文采用一种新方法合成了三种水溶性极好的新型金属卟啉配合物—5、10、15、20四(对-N-丙磺酸负离子,-N,N-二甲苯胺基)卟啉锌、铜、钴(Zn(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)TDMAPTPS)和一种新的卟啉,5、10、15、20四(对-N,N-二甲基-N-磺酸负离子苯胺基)双-N-丙磺酸卟啉(TDMAPSPS)。通过红外、紫外、核磁和元素分析等手段对它们进行了表征、确定了它们的结构。采用荧光分析和甲基紫精还原反应研究了它们的光敏性,结果表明,光敏性的强度有如下规律: Zn(Ⅱ)TDMAPTPS>TDMAPSPS>Cu(Ⅱ)TDMAPTPS>Co(Ⅱ)TDMAPTPS。     

若干"大乌型"Schiff碱配合物合成和性质的研究

由4-叔丁基2,6-二甲酰基苯酚与4-正己基-3-氨基硫脲缩合, 合成了"大乌"配体(H3BB), 它与Cu(II)、Ni(II)、Co(II)、Pb(II)、Cd(II)生成五种电中性的可溶性"大乌"配合物, 除Co(II)配合物外, 其余四种均为乙氧基桥联的双核配合物, 配体是将4-叔丁基2,6-二羟甲基苯酚用MnO2在室温下直接氧化, 得到4-叔丁基-2,6-二甲酰基苯酚, 然后再与4-正己基-3-硫代氨基脲缩合而得, 该反应步骤较少, 产量较高, 优于前人结果。用IR、UV等方法对配合物进行了表征, 并用Evans的核磁共振法研究了吡啶与Ni2BB(OEt)在轴向的作用和配合物两中心原子间的作用。这五种配合物中, 有趣的是Ni2BB(OEt)呈顺磁性, 本文对其原因作了探讨。     

手性过渡金属(Mn,Co,Ni)-Salen配合物催化NaOCl不对称环氧化苯乙烯的反应研究

本文论述了由手性1,2-二苯基乙二胺与适当取代的邻羟基苯甲醛生成的希佛碱作为过渡金属Co(Ⅱ)、Ni(Ⅲ)、Mn(Ⅲ)的配体合成的6种过渡金属-Salen配合物在NaOCl下均相催化苯乙烯不对称环氧化反应的效果。对环氧化反应进行控制性研究,我们发现环氧化反应与中心金属离子的相关性可能主要源于配体结构、金属离子的选择及二者结合而形成的配合物的空间构型。好的不对称环氧化反应催化剂要求中心金属离子具有适当的氧化还原电位,对底物烯烃因其取代基的大小,催化剂结构的空间构型应有好坏之分,我们得到的循环伏安数据及实验结果部分说明这一点。同时对手性镍(Ⅱ)-Salen及手性锰(Ⅲ)-Salen配合物的催化反应机理配合实验现象分别作出假设,都经过自由基历程,但却是截然不同的活性氧化物种,同时,由于起主要作用的不对称诱导因素不同,不对称诱导方向有异。对同一催化剂在不同pH值下起作用的活性氧化物种类别也可能不同。     

新型β,β-桥连双卟啉的合成及其光敏活性研究

以1,6-二溴己烷为桥连试剂, 2-(1-羟基萘基)-5,10,15,20-四苯基卟啉及其Cu(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Zn(Ⅱ)配合物为原料, 合成了4个新型β,β-桥连双卟啉. 以1,3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)为猝灭剂, 测试了双卟啉及其Ni(Ⅱ), Zn(Ⅱ)配合物在光照条件下产生单线态氧的能力, 并研究了4个双卟啉化合物在光照和无光照条件下对pBR322质粒DNA的切割能力(用凝胶电泳)和对金黄色葡萄球菌(ATCC 25923)的光敏抑菌活性. 结果表明, 新型双卟啉光敏剂具有较好光敏活性, 产生的活性氧能有效杀灭金黄色葡萄球菌.     

间位取代四苯基卟啉铁(Ⅲ)的紫外可见光谱及其与二乙胺轴配反应的研究

研究了二氯甲烷溶液中二乙胺(L)与氯合(meso-四-间甲基苯基卟啉)铁(Ⅲ)的轴向配位反应.用光谱法测得不同温度下反应的平衡常数,求得(m-CH_3)TPPFe(Ⅲ)Cl+L=(m-CH_3)TPPFe(Ⅲ)Cl·L反应的标准摩尔焓和摩尔熵.同时,对反应的动力学与反应机理进行了研究.也研究了反应物和产物的紫外可见光谱,并讨论了取代基及轴向配体对铁卟啉紫外可见光谱的影响。     

手性过渡金属(Mn, Co, Ni)-Salen配合物催化NaOCl不对称环氧化苯乙烯的反应研究

本文论述了由手性1, 2-二苯基乙二胺与适当取代的邻羟基苯甲醛生成的希佛碱作为过渡金属Co(II)、Ni(II)、Mn(II)的配体合成的6种过渡金属-Salen配合物在NaOCl下均相催化苯乙烯不对称环氧化反应的效果。对环氧化反应进行控制性研究, 我们发现环氧化反应与中心金属离子的相关性可能主要源于配体结构、金属离子的选择及二者结合形成的配合物的空间构型。好的不对称环氧化反应催化剂要求中心金属离子具有适当的氧化还原电位, 对底物烯烃因其取代基的大小, 催化剂结构的空间构型应有好坏之分, 我们得到的循环伏安数据及实验结果部分说明这一点。同时对手性镍(II)-Salen及手性锰(III)-Salen配合物的催化反应机理配合实验现象分别作出假设, 都经过自由基历程, 但却是截然不同的活性氧化物种, 同时, 由于起主要作用的不对称诱导因素不同, 不对称诱导方向有异。对同一催化剂在不同pH值下起作用的活性氧化物种类别也可能不同。     

姜黄素桥连卟啉光敏剂的合成及表征

为了开发新的高效光动力治疗光敏剂, 以2-(2-羟基萘基)-5,10,15,20-四苯基卟啉及其Cu(Ⅱ), Ni(Ⅱ), Zn(Ⅱ)配合物为原料, 利用1,6-二溴己烷桥连具有抗癌活性的小分子姜黄素, 设计合成4个新型的天然产物桥连卟啉化合物. 通过UV, ¹H NMR, IR, MS及元素分析等手段对该新型光敏药剂进行了结构表征; 在此基础上, 采用凝胶电泳法考察了化合物在光照和无光照条件下对pBR322质粒DNA的切割能力. 作为潜在光敏剂与DNA相互作用的初步研究表明, 其与DNA结合能力较强, 具有明显的光敏切割效果.     

八乙基金属卟啉的轴向配位反应研究及稳定常数测定

测定了八乙基金属卟啉 (OEP) M中当M=Zn, Cu, FeCl 或 MnCl时在CH2Cl2, N,N-二甲基甲酰胺(DMF), 二甲亚砜(DMSO), 吡啶(Py)等4种不同非水溶剂中的紫外-可见光谱, 探讨了溶剂的性质对八乙基金属卟啉光谱的影响. 结果表明八乙基锌、铁、锰卟啉在CH2Cl2中能够与配位溶剂如DMF, DMSO或pyridine 等发生轴向配位反应生成五配位或六配位的金属卟啉配合物. 用微量光谱滴定法测定了Zn、 Fe、 Mn等金属卟啉和配位溶剂发生轴向配位反应的稳定常数(logK). 讨论了中心金属离子的电负性以及配位溶剂的给电子能力对稳定常数的影响.     

在表面活性剂存在下二价过渡金属离子与溴邻苯三酚红显色反应的比较研究

对在表面活性剂存在下,Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)、Mn~(2+)、Co~(2+)和Ni~(2+)与BPR之间的显色反应进行了比较研究。筛选出Cu(Ⅱ)-BPR-PVA,Zn(Ⅱ)-BPR-CPB。Cd(Ⅱ)-BPR-CTMAB等七种体系进行了实用性研究,找出了它们的最佳条件,应用于样品分析结果满意,提出了螯合、缔合、胶束增溶的协同作用是这些体系增敏作用的主要因素,发现了增敏作用的程度与离子结构、表面活性剂性质和介质有密切关系。     

金属卟啉自氧化反应研究

金属卟啉能在温和条件下催化PhIO、H_2O_2和NaClO等氧化剂对烷烃和烯烃的单充氧反应,但在这些氧化剂存在下,金属卟啉本身存在自毁灭现象而失去催化活性,关于金属卟啉的自毁灭现象,尚无文献详细报道,我们发现,这一现象实际上是金属卟啉在氧化剂作用下发生的自氧化反应,为了系统地研究并控制金属卟啉的自氧化反应,我们合成了9种不同结构的金属卟啉(图1),从动力学上对它们的自氧化反应进行了考察,研究发现,铁和铬卟琳的自氧化反应在动力学上为二级反应,锰卟啉为一级反应;卟啉环上的取代基,无论是吸电子基还是供电子基都使反应速度加快;但在反应体系中加入中性有机配体,能抑制金属卟啉的自氧化速度,氧化剂的能力越强,反应速度越快;溶剂的极性越小,反应速度越慢。     

金属卟啉化合物光催化反应研究(Ⅳ)─四苯基钴卟啉光助还原O2反应

研究了不同的有机溶剂中四苯基钴卟啉(Co(Ⅱ)TPP)的光助还原O₂反应,详细讨论了溶剂效应和有机碱的轴向配位效应对光还原反应的影响,同时对反应机理进行了探讨。结果表明,溶剂的极性越大或有机碱的轴向配位能力越强时,光还原O₂反应的速率越大。