卟啉化合物荧光性能的取代基效应研究

研究了12种四芳基卟啉化合物荧光性能的取代基效应.结果表明,卟啉化合物的苯基上供电子取代基能增加卟啉的荧光强度,而吸电子取代基作用相反;荧光强度随着卟啉的苯环上取代基卤素原子量的增加而降低;此外,荧光强度还与卟啉的苯环上取代基的取代位置有关.     

取代基对多取代氮苄叉苯胺化合物分子桥键(CH=N)的~(13)CNMR和~1H NMR的影响（英文）

本文合成了53个多取代的氮苄叉苯胺化合物(XBAY),并测定了它们的核磁共振碳谱和氢谱.包括文献己报导的129个二取代的氮苄叉苯胺化合物分子桥键(CH=N)的碳谱(δ_C(CH=N))和氢谱数据(δ_H(CH=N)),本文研究了共182个取代的XBAY中各取代基对其δ_C(CH=N)和δ_H(CH=N)的影响,分别提出了化合物XB AY分子δ_C (CH=N)和δ_H(CH=N)与取代基参数之间的定量回归方程,该方程可以用来预测取代XB AY的δ_C (CH=N)和δ_H(CH=N)数据,研究结果表明:取代基交叉相互作用项(△(∑σ)~2)对该类化合物的δ_C(CH=N)具有比较大的影响,而对其δ_H(CH=N)的影响基本可以忽略;总体而言,取代基X和Y对化合物XBAY分子δ_C(CH=N)的影响比较均衡,而化合物XBAY分子的δ_H(CH=N)则主要受控于取代基X的影响.     

取代基效应对二芳基硝酮CH=N(O)桥基1H NMR化学位移的影响

合成一系列取代二芳基硝酮XArCH=N（O）ArY化合物,测定其核磁共振氢谱（¹H NMR）,指认出桥基CH=N（O）上质子的化学位移δH[CH=N（O）],定量研究取代基效应对δH[CH=N（O）]的影响.得到一个4参数定量方程,标准偏差（S）为0.020,较好地表达了δH[CH=N（O）]的变化规律.结果表明,该类化合物的δH[CH=N（O）]主要受4个因素影响：X基团的场/诱导效应[σ_F（X）];Y基团的共轭效应[σ_R（X）];基团X和Y之间的特殊交叉作用（Δσ²）;以及基团X和O^-之间的特殊交叉作用[Δσ²_（X-O^-）].其中,Δσ²_（X-O^-）对δ_{H[CH=N（O）]}变化的贡献超过70%.通过δH[CH=N（O）]与二芳基希夫碱XArCH=NArY桥基CH=N上质子化学位移的δH（CH=N）比较发现,这两类化合物桥基上质子的化学位移之间没有良好的线性关系.因而,在应用NMR谱图解析有机化合物分子结构时,不能简单地用δH（CH=N）的变化去类比δ_{H[CH=N（O）]}的变化.     

乙酰丙酮-5,10,15,20-四取代苯基卟啉稀土铥络合物的吸收光谱

络合物Tm(g)Tppacac(g:H,O—NO_2,P—NO_2,O—Cl,m—Cl,P—Cl,P-CH_3O;HTpp:5,10,15,20-四苯基卟啉;Hacac:乙酰丙酮)在可见和红外区的吸收光谱被讨论。HTpp、H(P—CH_3O)Tpp、H(O—NO_2)Tpp、H(P—NO_2)Tpp、H(P—Cl)Tpp、H(O—Cl)Tpp和H(m-Cl)Tpp的核的N—H伸缩振动分别在3317、3318、3318、3320、3321和3324cm~(-1),取代物与HT_(pp)比较向长波位移1—7cm~(-1)。络合后,由于N—H上的氢被稀土离子取代,此带消失·络合物中的1516—1518cm~(-1)谱带在卟啉和过渡金属卟啉中不存在,它们与乙酰丙酮配位相关,是乙酰丙酮环上的C—C伸缩振动。但对Tm(O—NO_2)Tppacac和Tm(P—NO_2)Tppacac,产生强宽谱带1523和1519cm~(-1),这是由于邻、对位硝基苯基卟啉的反对称N—O伸缩振动1512和1524cm~(-1)与乙酰丙酮的C—C伸缩振动的迭加结果。TmTppacac的M—O伸缩振动在372cm~(-1),取代络合物此带向低波数发生明显位移,其位移次序为: Tm(m—Cl)Tppacac>Tm(O—Cl)Tppacac>Tm(P—Cl)Tppacac> Tm(P>NO_2)Tppacac>Tm(O—NO_2)Tppacac>Tm(P—CH_3O)Tppacac 按此次序,它们的带频率分别为350、355、356、357、360和366,向低波数位移6—27cm~(-1)。还有一些谱带,如吡咯的βC—H摇摆和C—H弯曲振动、吡咯和苯环的—C=C—伸缩振动等也参照文献进行了归属。可见谱带中,取代络合物与TmTppacac比较,大多数谱带都向长波或短波长方向发生位移。     

卟啉和金属卟啉的荧光寿命

在单光子计数仪器上测量了一系列卟啉自由碱和金属卟啉的荧光寿命.在光动力治癌疗法中用作光敏剂的HPD缓冲溶液呈现双指数荧光褒减.τ=3ns的短寿命组分是聚集态HPD的表征,而τ=14ns的长寿命组分是单体HPD的表征,HP缓冲溶液却呈现单指数衰减.有七个卟啉或其金属络合物的寿命是初次报导.某些卟啉化合物的实测寿命与计算值符合良好.     

新型含氧亚甲基和亚胺桥键液晶化合物分子结构与光谱的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论方法在B3LYP/6-31G*水平上对6个新型含氧亚甲基和亚胺桥键液晶化合物分子的几何结构进行优化计算,讨论了取代基H,CH3,CH3O,C2H5O,NO2,Cl对分子电荷、前线轨道能量和电子吸收光谱等性质的影响.在此基础上使用含时密度泛函理论方法计算了分子第一激发态的电子垂直跃迁能,得到最大吸收波长λmax.计算表明,取代基的引入导致最大吸收波长红移.     

四-(对-羧基苯基)卟啉在水/三氟乙酸溶液中J-聚集的光谱研究

本文研究了四-(对-羧基苯基)卟啉(TCPP)在H2O/CF3COOH、H2O/CCl3COOH和H2O/CH3COOH溶液中的UV-Vis吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱.实验表明,TCPP在H2O/CH3COOH和H2O/CCl3COOH溶液中以分子态的N-质子化卟啉H8TCPP2+存在,而在H2O/CF3COOH中则形成H8TCPP2+的J-聚集体.J-聚集体显示,UV-Vis吸收光谱和荧光光谱的谱带明显红移.拉曼光谱表明,J-聚集体中H8TCPP2+分子的排列与N-质子化四-(对-磺酸基苯基)卟啉H4TSPP2-的J-聚集体相似.     

取代基对卟啉类化合物三阶非线性光学特性的影响

主要采用吸收光谱、荧光光谱和皮秒Z-扫描等实验方法研究了三种不同取代基的卟啉化合物5,10,15,20-四对羟基苯基卟啉[T(4-HP)P]、5,10,15,20-四对酯基苯基卟啉[T(4-EP)P]和5,10,15,20-四对溴苯基卟啉[T(4-BrP)P]的光学及非线性光学性质,并从离域电子共轭结构理论和共振、非共振增强理论进行了分析。结果表明,强给电子基团取代的T(4-HP)P的吸收和荧光发射带比弱给电子基团取代的T(4-EP)P及吸电子基团取代的T(4-BrP)P有明显红移;三种样品均具有正的三阶非线性极化率χ(3),强的给电子能力和共振增强使得T(4-HP)P的三阶极化率比T(4-BrP)P增强了近两个量级,并在532 nm光激发时,χ(3)具有最大值6.81×10-10esu。     

卟啉和金属卟啉的荧光研究

本文研究了四-(邻氯苯基)卟吩,几种天然卟啉以及它们的金属络合物的室温荧光光谱,荧光量子产额和计算了辐射寿命。初次得到了Mg(OClTPP)和Cd(OClTPP)的量子产额,Cd(OClTPP)的荧光产额比Cd(TPP)的数值大很多。出现了类似文献已报导过的Zn(OClTPP)的反常现象,此现象解释为邻氯取代基削弱了锌的重原子效应.     

取代金属(铁、锰、钴、铜、锌)卟啉的光谱分析

对系列取代金属(铁、锰、钴、铜、锌)卟啉化合物的紫外光谱、红外光谱、远红外光谱进行了详尽的测试和分析,揭示了不同结构金属卟啉的光谱规律,从理论上分析了形成光谱规律的原因。针对目前氯化铁卟啉轴向Fe—Cl键远红外表征的报道结果不一致性,采用理论分析与实验测定相结合的方法,探索了氯化铁卟啉中Fe—Cl键远红外吸收规律。研究结果表明：Fe—Cl键的振动吸收频率不是固定不变的,而是与卟啉环的结构有关,且和Fe—Cl的键长呈线性关系。     

有机激光染料-1,4-双[5’-(2’-苯基恶唑基)]苯及其2’-(3”-取代苯基)衍生物的光性能研究(Ⅱ)

本文报导了1,4-双[5’-(2’-苯基恶唑基)]苯及其2’-(3”-取代苯基)衍生物共八个化合物,其中除母体化合物外,其余化合物至今尚未见报导。测定了它们的红外光谱、质谱、紫外光谱、荧光光谱、荧光量子产率和激光转换效率。     

2-(2-取代苯基丙烯基)-5-取代苯并唑的光性质研究

本文测试了２０个标题化合物的紫外光谱和荧光光谱，讨论了它们的取代基效应，研究了１６种溶剂对其中两个化合物的紫外光谱的溶剂效应以及一个化合物的光反应     

2—（2—取代苯基丙烯基）—5—取代苯并恶唑的光性质研究

本文测试了２０个标题化合物的紫外光谱和荧光光谱，讨论了它们的取代基效应，研究了１６种溶剂对其中两个化合物的紫外光谱的溶剂效应以及一个化合物的光反应。     

锰卟啉/钒取代杂多酸配合物的合成、表征和性能研究

利用碘化四对(4-三甲氨基苯基)锰卟啉与钒取代杂多酸H5 PMo10 V2O40,在水溶液中,室温下反应合成了锰卟啉/钒取代杂多酸配合物,用红外和紫外光谱技术对其结构进行了表征,发现该配合物中包含着金属卟啉的环状结构与杂多酸的笼状结构,并且二者以化学键的形式键合在一起.以该化合物作为催化剂,以过氧化氢水溶液为氧化剂,在温和的条件下研究了锰卟啉/钒杂多酸配合物对苯的羟基化反应的影响,考察了催化剂的催化活性,探讨了催化剂对苯羟基化反应的活性中心.研究结果表明,杂多酸中的钒原子是其主要的催化活性中心,锰卟啉的存在可以有效地提高其催化活性.     

新型吡唑啉类荧光化合物的合成及光谱分析

吡唑啉衍生物作为荧光增白剂具有优良的性质,已被广泛应用于染料工业。根据Schellhammer化学结构与荧光性的经验,在吡唑啉环的1-位引入苯并噻唑基,3-位引入吲哚基,5-位引入苯基衍生物,设计并合成了六种新的吡唑啉衍生物,并且通过红外光谱、1H NMR谱、质谱和元素分析进行了确证。化合物的荧光性能测定结果显示此类化合物具有良好的荧光性,均可吸收353 nm左右紫外光,最大发射波长在430～443 nm之间,是一类很有发展前途的蓝紫色荧光化合物。荧光最大发射波长和荧光强度与取代基有关,在苯并噻唑上引入6-Br基团,化合物的荧光发射波长发生蓝移,且强度增大;而引入CH₃基团,化合物的荧光发射波长发生红移,且强度降低。取代基和溶剂极性对荧光量子产率的影响较小。荧光相对强度与荧光量子产率没有直接关系。     

用相互作用势指数估算单取代烷烃生成焓

基于直链烷烃生成焓的实验值提出16种取代基X(OH、SH、NH₂、Br、Cl、I、NO₂、CN、CHO、COOH、CH₃、CH=CH₂、C≡CH、Ph、COCH₃、COOCH₃)的相互作用势指数IPI(X). 用IPI(X)和极化效应指数建立模型,对单取代烷烃RX(包括含支链的化合物)的生成焓进行估算,所得回归方程有良好的相关性,该模型既考虑了基团R和X的贡献,又考虑了R与X相互作用的贡献. 并采用留一法对其稳定性和预测能力进行验证.     

金属-糖胺配合物的合成,光谱表征及催化酯类水解的动力学研究

合成了4种新的糖胺 金属配合物,分别为[Ni(HL) (H2 O) 2 ]2 Cl2 ·CH3OH·2H2 O ,[Cu(HL) ]2 Cl2 ·CH3CH2 OH·3H2 O ,[Zn(HL) ]2 Cl2 ·H2 O ,[Co(HL) (H2 O) (OH) ]2 Cl2 ·CH3OH·2H2 O (HLN ,N′ 二βD 葡萄糖基乙二胺) ,并用元素分析、红外、紫外、核磁共振氢谱对其结构进行了表征。结果表明,Ni(Ⅱ) ,Co(Ⅲ)配合物为八面体构型,而Cu(Ⅱ) ,Zn(Ⅱ)配合物为四面体构型。最后研究了其对对硝基苯吡啶甲酸酯(PNPP)催化水解的催化速率常数。     

四苯基卟吩及取代四苯基卟啉-铁配合物的紫外可见光谱研究

测量了四苯基卟啉(TPP)、四苯基卟啉铁(FeTPPCl)、对甲基取代四苯基卟啉铁(FeT(p-CH_3)PPCl)、对苯取代四苯基卟啉铁(FeT(p-Cl)PPCl)在苯、甲苯、苯氯、溴苯、四氯化碳、二氯甲烷、乙酸乙酯、1,2-二氯乙烷等溶剂中的紫外可见吸收光谱,并用微机联机处理求得了各收带的振子强度f值。研究了取代基效应及溶剂效应。结果表明,电荷转移(CT)带波长顺序为_(FeT(p-CH_2)PPCl)>λ_(FeTPPCl)>λ_(FeT(p-Cl)PPCl);随溶剂极性增加,TPP吸收带发生蓝移,FeTPPCl和FeT(P-Cl)PPCl的Soret带发生蓝移,而α,β,CT带发生红移;v～f(n~2)[或fε)]、ε～f(n~2)[或f(ε)]、f～f(n~2)[或f(ε)]、ε_B/ε_α～v_β之间均存在线性关系。     

四-(二甲氨基苯基)卟啉及其金属配合物的合成及光谱性能研究

以丙酸、乙酸、硝基苯为溶剂一步法合成了四-(二甲氨基苯基)卟啉(T(DMAP)P),并采用氯仿-N,N二甲基甲酰胺为溶剂合成了其与Zn2+,Mn2+,Tb3+三种离子的配合物,考察了溶剂种类、温度、时间对反应的影响,探讨了卟啉与金属盐反应两者用量的最佳比例,在较温和条件下合成了卟啉金属配合物,避免了高温合成金属卟啉不稳定现象。利用元素分析,IR,UV-Vis等方法确定了目标化合物的组成和结构。考察了不同浓度及温度下卟啉配合物的电导率并计算了其摩尔电导率。实验结果发现,卟啉与铽离子配合物摩尔电导率远大于锌、锰配合物。实验研究了不同金属离子对反应的影响,重点考察了卟啉及其金属配合物的分子光谱性能的差异。与四苯基卟啉相比,T(DMAP)P及其金属配合物UV-Vis光谱均发生红移,探讨了该现象产生的原因。     

1,8-萘酰亚胺类衍生物的结构特性对其吸收和发射光谱影响的密度泛函研究（英文）

利用B3LYP/6-31G(d)方法优化了一系列N取代1,8-萘酰亚胺类物质的结构,利用含时密度泛函TD-B3LYP/6-31+G(d)方法及C-PCM模式,计算了它们在气相及二氯甲烷溶剂中的吸收和发射光谱。利用计算得出的前线轨道电子云分布及其对应的能级对它们的取代基对电子吸收光谱的影响进行了讨论。结果表明:此种方法计算出的二氯甲烷溶剂中的1,8-萘酰亚胺的吸收光谱与实验光谱比较吻和。取代C=O基团的C=N基团及其成环在吸收光谱和发射光谱中发挥了重要的作用。酰亚胺结构上的改性即C=N基团的引入及在萘环上取代基一方面引入了结构上的不对称性,导致了衍生物的偶极矩的增大;同时结构上的改性扩展了萘酰亚胺共轭结构。4位取代NO_2衍生物从基态到第一激发态的Mulliken原子电荷比5位多一些,这意味着5位取代NO_2衍生物提供了较多的电子。对N(Ph)_2和N(Me)_2衍生物而言,他们4位取代衍生物提供了更多的电荷。前线轨道电子云表明:O=C—N—C=N基团改性扩展和N(Me)_2,N(Ph)_2和NO_2取代基拓展了这类分子的π—π*跃迁范围,从而使得前线轨道能级差降低,它们的吸收和发射光谱也发生了一定程度的红移。对给体取代基而言,它们的4位是电子传输态;对受体取代基NO_2而言,它们的5位是电荷传输态。当NO_2基团与C=O基团在同一侧及当N(Me)_2和N(Ph)_2与在C=N在同一侧时,此类化合物具有较好的传导特性。从化合物1到4,吸收光谱红移了139nm。电荷传输越明显,吸收光谱红移的就越多。O=C—N—C=O的结构改性及其电荷传输机理为今后的萘酰亚胺类物质的分子设计提供了设计理论依据。