疏水性金属卟啉的合成及催化性能研究

本文合成了一类带疏水性长链的对称卟啉及其金属配合物, 研究了该类金属卟啉在CH2Cl2/H2O两相体系中催化苯乙烯的环氧化反应性能。通过以上研究, 发现催化反应体系中水相PH值对烯烃环氧化反应有很大影响; 改变金属卟啉的疏水性对催化反应影响不大; 具不同中心金属离子的金属卟啉有不同的催化活性, 催化活性顺序为:Mn>Co>Ni>Cu。     

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.     

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.     

细胞色素P-450铁卟啉模拟酶的快速混合停流吸收谱

采用快速混合停流技术 ,在实际反应条件下 ,考察了不同铁卟啉配合物FeⅢ(Por.)Cl(Por.=TPP、TMOPP和TFPP)与单氧给体过氧苯甲酸m CPBA构建的模拟酶体系中催化活性物种的生成及催化烯烃环氧化过程 .在氧给体m CPBA作用下 ,FeⅢ(TPP)Cl和FeⅢ(TMOPP)Cl均生成了四价铁氧卟啉配合物 ,具有较高的催化环氧化活性 ,但存在严重的氧化分解 ;而FeⅢ(TFPP)Cl则生成了一种较稳定的中间体 ,以致催化活性较低 ,但当溶液中含有一定量的甲醇时 ,催化活性将出现大幅度的提高 .     

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.     

苯环上氯取代位对四苯基金属卟啉催化烯烃环氧化性能的影响

以苯乙烯、环己烯和反式二苯乙烯为烯烃底物,以双氧水、叔丁基过氧化氢和异丙苯过氧化氢为氧化剂,以苯环上对位和邻位氯取代的四苯基金属卟啉为仿生催化剂,对烯烃的催化环氧化反应进行了对比研究.讨论了不同氯取代位的四苯基金属卟啉对烯烃环氧化性能的影响.实验结果表明,在没有助催化剂存在下,邻位氯代的四(2,6-二氯苯基)铁(锰)卟啉对烯烃的环氧化具有优异的催化性能,烯烃底物的转化率和环氧选择性都比对位氯代的四苯基铁(锰)卟啉高,且反应条件温和.其中FeⅢ(TDCPP)Cl的催化性能最好,环氧化选择性最高,催化氧化苯乙烯时,环氧苯乙烷的选择性达到了90.4%.相同金属离子不同配体的金属卟啉传递氧原子的能力为TDCPP>T(p-Cl)PP>TPP.氧化剂的结构对环氧化物的选择性有较大影响.过氧键连有吸电子基团的异丙苯过氧化氢对环氧化物的选择性最高.根据实验结果,对金属卟啉催化环氧化机理进行了分析.     

金属卟啉的电化学性质与其催化氧化α-蒎烯性能的关系

 采用循环伏安法对一系列四苯基金属卟啉的电化学氧化还原性质进行了研究,考察了四苯基金属卟啉的第一还原电位与其催化氧化α-蒎烯性能的关系. 结果表明,各四苯基金属卟啉催化空气氧化α-蒎烯转化率的大小顺序为 TPPMnⅢCl＞TPPCoⅢCl＞TPPFeⅢCl＞TPPCuⅡ≈TPPNiⅡ≈TPPZnⅡ,除TPPCoⅢCl外,基本与其第一还原电位的大小顺序一致. 随着卟啉环上取代基供电子能力的减弱,各取代基铁卟啉和锰卟啉的第一还原电位E1值均逐渐减小,表现在催化体系中是它们越容易被还原而引发反应,催化氧化α-蒎烯的转化率逐渐升高. 四苯基铁卟啉和锰卟啉的第一还原电位E1与其卟啉环上对位取代基常数σ*之间均有良好的线性关系.     

担载金属卟啉模拟细胞色素P-450的催化丙烯环氧化

制备了SiO2化学键合金属卟啉Mn（TPP）Cl，Mn（TDCPP）Cl的担载配合物催化剂，并与单氧给体次氯酸钠（NaClO）构造了细胞色素P－450单加氧酶模拟体系，并考察了该体系的反应性能及其影响因素．金属卟啉经化学修饰的SiO2担载之后，由于表面官能团与金属中心的轴向配位及刚性载体SiO2对金属卟啉在载体表面很好的位置分离作用，使得金属卟啉的抗氧化性及稳定性显著增加，表现出优良的催化丙烯环氧化反应性能．     

金属卟啉催化条件下有机化合物与二氧化碳的电羧化反应Ⅰ. 金属卟啉对苄基氯电羧化催化活性的研究

本文研究了系列金属卟啉对苯基氯(phCH~2Cl)和CO~2电羧化反应的催化活性.用熔点,MS,IR,UV鉴别产物为苯乙酸卟脂,利用高效液相色谱(HPLC)定量分析了羧化产物,选出最佳电羧化电解电位为-1.6v(相对于饱和甘汞电极,vs.SCE,下同). 并对催化活性较高的钴卟啉系列配合物进行了深入研究. 探讨了金属卟啉具有催化活性的原因,认为能形成M(Ⅰ)中间体的金属卟啉配合物.具有较高的催化活性.     

Effect of Phenyl CI Substituent Position on the Catalytic Performance for Olefin Epoxidation of Tetraphenylmetalloporphyrins

以苯乙烯、环己烯和反式二苯乙烯为烯烃底物,以双氧水、叔丁基过氧化氢和异丙苯过氧化氢为氧化剂,以苯环上对位和邻位氯取代的四苯基金属卟啉为仿生催化剂,对烯烃的催化环氧化反应进行了对比研究.讨论了不同氯取代位的四苯基金属卟啉对烯烃环氧化性能的影响.实验结果表明,在没有助催化剂存在下,邻位氯代的四（2,6-二氯苯基）铁（锰）卟啉对烯烃的环氧化具有优异的催化性能,烯烃底物的转化率和环氧选择性都比对位氯代的四苯基铁（锰）卟啉高,且反应条件温和.其中FeⅢ（TDCPP）Cl的催化性能最好,环氧化选择性最高,催化氧化苯乙烯时,环氧苯乙烷的选择性达到了90.4%.相同金属离子不同配体的金属卟啉传递氧原子的能力为TDCPP〉T（p-Cl）PP〉TPP.氧化剂的结构对环氧化物的选择性有较大影响.过氧键连有吸电子基团的异丙苯过氧化氢对环氧化物的选择性最高.根据实验结果,对金属卟啉催化环氧化机理进行了分析.     

金属卟啉催化条件下有机化合物与二氧化碳的电羧化反应Ⅰ. 金属卟啉对苄基氯电羧化催化活性的研究

本文研究了系列金属卟啉对苄基氯(PhCH_2Cl)和CO_2电羧化反应的催化活性.用熔点,MS,IR,UV鉴别产物为苯乙酸苄酯,利用高效液相色谱(HPLC)定量分析了羧化产物.选出最佳电羧化电解电位为-1.6V(相对于饱和甘汞电极,vs SCE,下同).并对催化活性较高的钴卟啉系列配合物进行了深入研究,探讨了金属卟啉具有催化活性的原因,认为能形成M(I)中间体的金属卟啉配合物,具有较高的催化活性.     

Schiff碱单核及双核配合物拟酶催化性能的研究

系统地研究了新型Schiff碱单核及双核配合物在拟酶催化PhIO单加氧化环己烷反应中的催化性能.结果表明,双核配合物MnML{M=Mn(Ⅱ),Fe(Ⅲ)Cl,Cr(Ⅲ)Cl,Cu(Ⅱ),Co(Ⅱ),Ni(Ⅱ),Zn(Ⅱ);L=双[N,N'亚乙基2,2'(苯亚甲基)二(3,4二甲基吡咯5醛缩亚胺)]}的催化活性比对应的单核配合物MnH₂L与MH₂L之混合物的催化活性高.因此,我们认为在双核配合物中两金属离子间存在协同作用,并发现这种协同作用一般随双核配合物中成单d电子数增加而增大.     

Mn(Ⅲ)-四芳基卟啉与高碘酸四丁基铵催化羧酸的氧化脱羧:金属、取代基和轴向阴离子配体的影响

锰四芳基卟啉与高碘酸四丁基铵(n-Bu4NIO4)和咪唑(ImH)组合,为羧酸氧化脱羧提供了一个有效的催化剂体系.中位含有吸电子基团和/或大体积芳基的中位-四芳基卟啉使金属卟啉的活性降低.咪唑的存在和金属中心的选择对金属卟啉的催化性能起关键性作用,催化体系中的反离子也有重要影响.Mn(TPP)CN/n-Bu4NIO4/ImH体系的催化活性最好.二苯基乙酸的氧化脱羧可能涉及高价的含氧锰物种与反应物间的相互作用,提出了可能的反应机理.     

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.     

密闭高压法合成桥连金属四苯基卟啉多聚物

采用密闭高压法合成出一系列桥连金属四苯基卟啉多聚物[M(TPP)L]_n[M＝Fe(Ⅲ),Co(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Cu(Ⅱ),Ni(Ⅱ);L＝吡嗪,咪唑,联吡啶].通过固体紫外反射、光电压和红外等方法予以表征.在固体紫外反射和光电压光谱中,金属卟啉聚合物的Soret带均发生了显著蓝移.在红外光谱中,单体Co(TPP)(pyz)₂在1598cm^-1处显示一个强吸收,而聚合物[Co(TPP)(pyz)]_n在1600cm^-1附近仅有极弱的吸收,单体在3482,3423,2921,2854,1004,792和611cm^-1处出现的强吸收在聚合物中接近消失,说明此聚合物与单体相比对称性增加,而单体在1644,1353和1070cm^-1处的吸收分别向高场方向位移13,25和15cm^-1.实验中还发现,对于不同中心金属离子,反应完成的时间不同,时间由短到长的顺序为:Co(Ⅱ)＞Fe(Ⅲ)＞Ni(Ⅱ)＞Cu(Ⅱ)＞Mn(Ⅲ);不同桥连配体反应完成的时间由短到长顺序是联吡啶＞吡嗪＞咪唑.     

氮杂冠醚取代非对称双Schiff碱配合物催化氧化对二甲苯研究

将一系列苯并-10-氮杂-15-冠-5或吗啉基取代的不对称双Schiff碱配合物作为催化剂,在常压和120℃条件下用于催化氧化对二甲苯研究。探讨了Schiff配合物中心金属离子、Schiff碱配体中挂接的氮杂冠醚环、配体芳环上取代基等对催化氧化对二甲苯反应活性及其氧化产物选择性的影响。实验结果表明:配合物中氮杂冠醚的存在能显著缩短反应诱导期、提高催化活性和选择性;Schiff碱Mn(Ⅲ)配合物比Schiff碱Co(Ⅱ)和Schiff碱Cu(Ⅱ)具有更高的催化活性;氮杂冠醚Schiff碱Mn(Ⅲ)配合物催化氧化二甲苯的转化率和产物选择性分别达75%和90%。     

金属卟啉对环己烷定向氧化的催化作用

关于以金属卟啉为催化剂的烷烃的模拟生物氧化研究,虽有零星报道,但还缺少系统的研究.我们根据生物氧化的一般原理,研究了金属卟啉对环己烷定向氧化的催化作用.我们利用分子氧-抗坏血酸-金属卟啉-环己烷模拟生物氧化体系,于常温常压下实现了环己烷被氧化成环己醇和环己酮的反应,反应中无其他氧化产物生成.血晶(氯化高铁血红素)和合成的四苯基卟啉的Fe,Co,Mn络合物有催化活性,其中以血晶最好. 血晶按文献[4]提取.中位四苯基卟啉(TPP)按Adler法合成.TPP的Fe,Co,Mn及Cu络合物用Rothemund法制备.这些化合物及其纯度分别用紫外光谱、红外光谱和     

对位取代四苯基卟啉铜(Ⅱ)的生成动力学及其它金属离子的影响

本文用Shimadzu UV-240紫外可见分光光度计对Cu(Ⅱ)与对位取代四苯基卟啉H_2(p-X)TPP(X=NO_2,(Cl,H,CH_3,OCH_3)在二甲亚砜溶剂中的生成动力学及镉(Ⅱ)离子对该反应的催化作用进行了系统研究,提出了反应机理,并观察了Hg(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)等其它金属离子对此反应的影响。发现反应速率常数及平衡常数与Hammett取代常数σ值之间呈现良好的直线自由能关系。     

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。     

对位取代四苯基卟啉铜(II)的生成动力学及其它金属离子的影响

本文用Shimadzu UV-240紫外可见分光光度计对Cu(Ⅱ)与对位取代四苯基卟啉H_2(p-X)TPP(X=NO_2, (Cl,H,CH_3,OCH_3)在二甲亚砜溶剂中的生成动力学及镉(Ⅱ)离子对该反应的催化作用进行了系统研究, 提出了反应机理, 并观察了Hg(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)等其它金属离子对此反应的影响。发现反应速率常数及平衡常数与Hammett取代常数σ值之间呈现良好的直线自由能关系。