系列水溶性磺酸卟啉的制备、表征及催化性能

改进磺化路线制备了5种取代基及取代位置不同的水溶性磺酸卟啉,利用氢核磁共振波谱(1H NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)及质谱(MS)等手段对产物进行表征及性质研究.将该系列卟啉作为光催化剂,用于催化氧化1,5-萘二酚的反应,主催化产物为5-羟基-1,4-萘二醌,转化率为78%~95%.实验发现,磺酸基团在苯环上的位置以及取代基的数目、电子效应及立体位阻效应均会对催化结果产生影响,其中磺酸根的位置至关重要.动力学研究结果表明该催化氧化过程为一级反应.探讨了该反应的反应机理.     

水溶性磺酸卟啉的合成、性质及光催化2,3-萘二酚

制备了多种水溶性磺酸卟啉,利用多种测试手段如1H NMR,FTIR,UV-Vis及荧光等对该系列卟啉进行了表征及性质研究,测得荧光量子产率及寿命.利用不同氧源(空气、氧气、30%过氧化氢溶液)将该系列水溶性磺酸卟啉用于光催化氧化2,3-萘二酚的反应,反应产物是1,2-苯二甲酸,最高转化率可达91%.发现磺酸基和其它取代基的电子效应会影响卟啉的光催化活性.对该光催化氧化反应进行了动力学研究,并探讨了相应的催化机理.     

四磺酸酞菁及其金属配合物的合成、表征及对1,5-萘二酚的光敏催化氧化性能

以4-磺酸钾邻苯二腈为原料合成了水溶性四磺酸酞菁(H₂PcTS)及其金属配合物(ZnPcTS, FePcTS, CoPcTS), 通过透析法提纯得到了纯度较高的产物. 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、核磁共振氢谱(¹H NMR)及循环伏安(CV)等测试手段表征了四磺酸酞菁及其配合物的结构和性质. 结果表明, 磺酸酞菁在水溶液中存在不同程度的聚集现象, 金属离子的配位会对磺酸酞菁的光谱和电化学性质产生影响. 研究了磺酸酞菁作为光敏剂催化氧化1,5-萘二酚的反应, 发现FePcTS/H₂O₂催化体系对1,5-萘二酚具有良好的催化氧化性能, 氧化产物主要为5-羟基-1,4-萘醌. 比较了不同溶液pH值对FePcTS和H₂PcTS催化能力的影响, 初步探讨了该反应的催化机理.     

水溶性四(p-磺酸钠苯基)金属卟啉配合物的合成、光谱性质及催化三氯苯酚的氧化脱氯反应

通过四苯基卟啉(H2TPP)和浓硫酸发生磺化反应及其金属化, 控制反应体系pH并利用透析法纯化, 高效合成了水溶性四(对磺酸钠苯基)卟啉(H2TPPS)及其金属配合物(FeTPPS和ZnTPPS); 采用UV-Vis、荧光、1H NMR和FTIR等光谱手段表征及研究了水溶性卟啉的结构及性质. 结果表明, 磺酸根离子的存在增强了卟啉分子间的π-π作用, 从而使H2TPPS及其金属配合物的分子间聚合作用增强. 研究了FeTPPS对2,4,6-三氯苯酚(TCP)催化氧化脱氯反应, 结果表明, FeTPPS/H2O2催化体系对TCP具备很好的催化氧化脱氯性能, 2,6-二氯对苯醌的转化数达到了766.     

水溶性卟啉催化氧化1,5-萘二酚

合成并表征了系列水溶性卟啉配体[H2TPPS: 5,10,15,20-四-(4-磺酸基苯基)-21H,23H-卟啉, H2TMPyP: 5,10,15,20-四(4-吡啶基)-21H,23H-卟啉, H2TCPP: 5,10,15,20-四-(4-羧基苯基)-21H,23H-卟啉]及相应的铁、锌及钴配合物. 将水溶性卟啉作为光敏剂, 用于1,5-萘二酚的光催化反应, 产物为5-羟基-1,4萘醌. 利用UV-Vis方法对卟啉催化1,5-萘二酚的反应过程进行了监测, 探索了水相和水/二氯甲烷双相催化体系, 确定了较为理想的反应条件. 探讨了不同取代基和不同金属离子对卟啉催化性能的影响, 初步讨论了催化机理. 结果表明, 具有磺酸根阴离子取代基的水溶性卟啉具有最好的催化活性; 卟啉的催化活性与其在反应体系中的稳定性密切相关; 铁卟啉在反应初期呈现很高的催化活性, 但在光照条件下容易发生光解而导致催化活性的降低; 无金属的磺酸卟啉在催化体系中的催化活性和稳定性最好.