酞菁基态和激发态的计算

采用DFT方法在B3LYP/6-31G水平上得到了H2Pc(酞菁)的优化结构,并在此基础上采用TDDFT方法计算了激发态.通过与H2P(卟吩)、H2Pz(四氮卟吩)和H2TBP(四苯并卟啉)的比较,研究了苯并取代以及氮杂取代对H2Pc的分子轨道和激发态的影响,上述取代效应使得H2Pc的HOMO-1(132 b1u)和HOMO-3(130 b1u)轨道发生了翻转,氮杂取代的影响尤其明显.这两种取代都使得Q带振子强度增大,在这四种化合物中,H2Pc的振子强度最大.TDDFT计算结果与实验值符合得较好.     

双层三明治四聚吡咯铀配合物的结构设计和稳定性理论计算

为探索四聚吡咯配体和低价铀离子相互作用,以实验合成单层三明治结构配合物PcU~ⅥPc(Pc=酞菁)为基础,设计双层三明治型PzU~mPzU~mPz(m=Ⅲ,Ⅳ,Pz=氮杂卟啉),采用相对论密度泛函理论考察了其几何结构、异构体相对稳定性以及成键和轨道性质.得到se(staggered-eclipsed)和es(eclipsed-staggered)2种类型稳定空间异构体,并进一步优化其所有可能的电子自旋态异构体.计算结果表明,这些低价铀配合物均具有五重态基态.分子中的原子量子理论(quantum theory of atoms in molecule,QTAIM)在U—N键临界点处的电子/能量密度拓扑分析显示U—N键为弱极性共价键.四价配合物拥有4个U(5f)性质高能占据轨道,与2个U4+的5f单电子数相一致;而三价配合物有很大配体参与作用.2个铀原子和中间Pz配体质心近似成线性,这与配合物具有稳定的σ(U—U)成键轨道密切相关.     

两种四苯甲亚胺基酞菁锌(Ⅱ)的合成及其紫外可见光谱的研究

从两种氨基酞菁锌出发，经一步反应，合成出了两种四苯甲亚胺基酞菁锌(Ⅱ)，并对合成的产物进行了质谱、紫外可见光谱、红外光谱表征．对合成产物的紫外可见光谱，从取代基与酞菁(Pc)大环之间的共轭形式、空间位阻效应、溶剂效应等几方面进行了分析，并与相应氨基酞菁化合物的紫外可见光谱进行了比较．发现外围(2，9，16，23位)取代产物2a的取代基R与Pc大环有较强的π-Ⅱ共轭，内围(1，8，15，22)取代产物2b的取代基R与Pc大环有较强的sp^2-Ⅱ共轭．     

镱(Ⅲ)卟啉配合物的合成、结构表征和近红外光谱研究

合成了5个meso-位和β-位具有不同取代基的Yb(Ⅲ)卟啉配合物(2a~2e), 并对其结构进行了表征; 研究了配合物的可见光谱和近红外光谱性质, 测得了相关的量子产率和荧光寿命. 研究结果表明, 此类中性单核Yb(Ⅲ)卟啉配合物由于Yb³⁺的存在, 导致卟啉配体发生π→π*跃迁, 并将吸收的可见光能量传递给Yb³⁺的激发态, 使得配合物在近红外光区有很强的发光, 且meso-位为供电子基团的Yb(Ⅲ)卟啉配合物的发光效率比含吸电子基团的Yb(Ⅲ)卟啉配合物高, 而β-位溴化的Yb(Ⅲ)卟啉配合物的发光效率较差.     

5,10,15,20-四{对[3,5-二-(烷氧基)苯甲酰胺基]苯基}卟啉及其锌配合物的合成表征

设计合成了5种未见文献报道的5,10,15,20-四{对[3,5-二-(烷氧基)苯甲酰胺基]苯基}卟啉及其锌金属配合物,并用IR,UV-Vis,1H NMR,元素分析以及XPS对其组成和结构进行了表征,研究了这10种酰胺基系列卟啉化合物的拉曼光谱和荧光光谱的变化.结果显示链长对荧光和拉曼光谱没有明显影响,其取代基效应基本相同,配体的荧光强度强于锌配合物的荧光强度.在拉曼光谱中,由于卟啉分子平面的对称性由D2h变为D4h群及其锌离子d轨道的电子效应,卟啉配体和锌配合物之间的拉曼光谱有很大差别.     

5,9,14,18,23,27,32,36-八烷氧基2,3-萘酞菁镍(Ⅱ)的结构与光谱性质关系的研究

测定了一组八烷氧基萘酞菁镍（Ⅱ）配合物Ni（Ⅱ）（RO）8NPC（R＝C4H9，C8H17，C12H25，NPC＝C48H16N8）在5种有机溶剂（Py、DMSO、DMF、CH2Cl2、C6H12）中的电子吸收光谱和荧光光谱，研究了这些配合物的结构与光谱的关系。结果表明该系列RO取代萘酞菁镍（Ⅱ）配合物的Q带吸收光谱比无取代的红移75nm左右，荧光光谱屯相应红移50～80nm，而溶剂对其影响不大。     

对α-四芳氧基取代酞菁溴化位置的思考

为了研究α-四芳氧基取代酞菁在溴化反应中溴原子的取代位置问题,本文合成了1,8,15,22-四(4-甲基苯氧基)酞菁钯(Pc～1)、1,8,15,22-四(2,6-二溴-4-甲基苯氧基)酞菁钯(Pc～2)、1,8,15,22-四(2,4-二特丁基苯氧基)酞菁钯(Pc～3)和1,8,15,22-四(2,4-二特丁基苯氧基)酞菁铜(Pc～4),并对它们分别进行了相同条件下的溴化,得到相应的溴化产物Pc～5、Pc～6、Pc～7和Pc～8.综合对比研究酞菁Pc～1-4及其溴化产物Pc～5-8的最大吸收波长,推测酞菁溴化反应发生在酞菁大共轭体系的苯环上,而不是芳氧取代基的苯环上,并从电子结构的角度简要的说明了原因.     

新型可溶性空心酞菁磺酰类化合物的合成及性质研究

以空心酞菁(H2Pc)为原料,采用取代基转化法,经过氯磺酰化和酯化合成了空心酞菁磺酰氯和空心酞菁磺酸对甲氧基苯酯,经元素分析,1H NMR,IR,UV-Vis等方法,确定了空心酞菁磺酰氯和空心酞菁磺酸对甲氧基苯酯的组成分别为H2Pc(SO2Cl)4和H2Pc(SO2-p-OC6H4OCH3)4.结果表明,此两种产物在空心酞菁的苯环上引入取代基后,长波吸收增强,溶解度高,热稳定性良好.     

H2TP(o-NO2)TBP及其锌和钴配合物的光谱电化学研究

采用循环伏安以及电化学和电子吸收光谱联用技术研究了邻硝基四苯基四苯并卟啉(H2TP(o-NO2)TBP)及其锌和钴配合物在DMF介质中的氧化和还原性质.结果表明 H2TP(o-NO2)TBP及其锌配合物的氧化和还原均发生于卟啉的大环π电子结构,伴随有紫外-可见光谱的明显变化,氧化和还原过程均为可逆.钴配合物的第一氧化和还原均发生于中心金属离子,第二氧化发生于卟啉的大环π电子结构.     

杂环戊二烯作为π-桥调控锌卟啉染料光电性能的理论研究

为了研究杂环戊二烯作为π?桥对锌卟啉染料光电性能的影响,在染料YD2?o?C8的基础上,通过引入含有不同杂原子的杂环戊二烯作为π?桥设计了6种新型锌卟啉染料。采用密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD?DFT)方法对染料的前线分子轨道、吸收光谱和电子-空穴分离特性进行研究。结果表明,与染料YD2?o?C8相比,杂环戊二烯的引入可以提升卟啉染料的光电性能,且改变杂原子可以调控卟啉染料的光电性能。对杂环戊二烯性质与卟啉染料光电性能的相关性研究发现,杂环戊二烯的最低空轨道能级与卟啉染料光电性能之间具有较好的线性关系。杂环戊二烯的接受电子能力越强,相应卟啉染料的光电性能越好。硅杂环戊二烯由于具有最强的接受电子能力而使相应的卟啉染料具有最宽的光谱吸收范围以及最强的分子内电荷转移能力。     

一种新型的平面共轭的酞菁卟啉二联体的合成及光谱研究(英文)

5,10,15,20-四(4-氯苯基)-2′,3′-二氰基[2,3-β]卟啉和4,5-二(丁烷氧基)邻二氰基苯在锂存在的条件下在正戊醇中回流四聚,然后用醋酸处理得到了一种新型的平面共轭酞菁二联体H4{[(DAPc(OC4H9)6][TClPP]}(1)(其中DAPc(OC4H9)6是2,3,9,10,16,17-六(丁烷氧基)-22,25-二氮杂酞菁的二价阴离子,TClPP是5,10,15,20-四(4-氯苯基)卟啉的二价阴离子)。这种二联体和Zn(OAc)2.2H2O在DMF和甲苯混合溶剂中反应得到双金属配合物Zn2{[(DAPc(OC4H9)6][(TClPP)]}(2)。质谱和核磁共振光谱等一系列的表征方法证明了这种双核的混杂四吡咯结构。电子吸收光谱和磁圆二色谱证明了酞菁发色团和卟啉发色团之间存在有效的分子内电子相互作用。这一结论进一步得到了理论计算的支持。     

杂原子取代卟啉的电子结构和光谱

用INDO/CI法计算了等电子氧杂、硫杂、氮杂卟啉的电子结构及低激发态电子跃迁.从前线轨道特征、电荷分布等与自由卟啉对比讨论了杂原子取代卟啉的电子结构.计算结果还预期了一些杂原子取代卟啉的低激发态电子跃迁光谱.     

H2TP(o-NO2)TBP及其锌和钴配合物的光谱电化学研究

采用循环伏安以及电化学和电子吸收光谱联用技术研究了邻硝基四苯并卟啉（H2TP（o-NO2)TBP）及其锌和钴配合物在DMF介质的中氧化和还原性质。结果表明H2TP（o-NO2)TBP及其锌配合物的氧化和还原均发生于卟啉的大环π电子结构,伴随有紫外-可见光谱的明显变化,氧化和还原过程为可逆。钴配合物的第一氧化和还原均发生于中心金属离子,第二氧化发生于卟啉的大环π电子结构。     

新颖的5,15-二(4-(5-乙酰基硫戊氧基)苯基)卟啉化合物的结构和性质的密度泛函理论计算

通过密度泛函理论计算比较性地研究了5,15-二(4-(5-乙酰基硫戊氧基)苯基)自由卟啉及其锌配合物的分子结构、电荷性质、分子轨道、电子吸收光谱和红外光谱.这类化合物具有在卟啉相对的两个中位的苯环上连有5-乙酰基硫戊氧基的新颖结构.模拟得到的这两个化合物的分子结构和电子吸收光谱以及红外光谱都与实验测得的符合得很好.通过与未取代的自由卟啉和卟啉锌的结构和性质进行比较,研究了中位取代基、极性溶剂和中心金属取代对此类卟啉化合物结构和性质的影响规律.对化合物的电子吸收光谱中的电子跃迁本质进行了归属,并通过基于正则坐标分析产生的动画对红外光谱的振动模式进行了指认.目前的工作将对理解此类新颖卟啉化合物的结构和性质以及取代基和溶剂效应提供很大的帮助.     

四苯骈卟啉及其金属配合物的合成

卟啉类化合物作为电子给体在光合作用模拟研究中占据着重要位置 ,在卟啉环上引入供电子基团以增大共轭体系 ,常有利于卟啉环的给电子作用 ,过去常用的卟啉化合物为四苯基卟啉及其衍生物 ,但由于空阻作用 ,四个亚甲基上的苯基不能很好与卟啉环共平面而降低了共轭效应 ,为了寻求一种更有利于卟啉环共轭大Π键形成的结构 ,我们合成了比四苯基卟啉共平面效果更好的卟啉化合物———四苯骈卟啉 (Ｈ2 ＴＢＰ)及其与Ｎｉ2 + 、Ｃｏ2 + 、Ｚｎ2 + 的金属配合物以及研究它的给电子作用效果。四苯骈卟啉配合物早在 1 92 8年就为人们所认识[1] ,但其研…     

一种新型红色荧光卟啉的合成、表征及光谱性质

对－N，N－二苯氨基苯甲醛与吡咯在丙酸中回流直流缩合得到了一种新化合物四（N，N二苯基对氨基）苯基卟啉（TDPAPPH2）。通过元素分析，^1H NMR，IR和UV－Vis表征了其结构，该化合物能在红光区发射荧光。与无取代的四苯基卟啉（TPPH2）和相应的四氨基卟啉（TAPPH2）比较发现，其紫外光谱和荧光光谱具有较大的吸收红移。结合该化合物的结构特点用分子轨道理论对这种光谱红移现象进行了探讨。     

四硝基酞菁锌配合物的光谱电化学性质

带有各种取代基的酞菁配合物虽已有研究,但有关硝基酞菁锌配合物在溶液中的氧化还原产物研究尚未见报道.本文用薄层光谱电化学技术对该配合物的电解产物进行了研究. 1 实验部分 HDP-1型恒电位仪;F-78型脉冲极谱仪;UV-240型紫外可见分光光度计.四硝基酞菁锌(ZnTNPc)按文献合成和提纯.电化学实验在氮气中于三电极电解池中进行,工作电极(0.001cm~2)、辅助电极均为铂丝,银丝为参比电极,二茂铁作内参比物.支持电解质为0.1mol/L TBAP,ZnTNPc浓度为1.0×10~(-5)mol/L.光谱电化学实验方法见文献,电解液为0.3mol/L TBAP和1.0×10~(-4)mol/L ZnTNPc.     

不同N-杂环卡宾配体对铼配合物发光性能的调控

利用DFT/TDDFT方法研究了5种带有不同取代基的N-杂环卡宾配体对铼配合物发光性能的调控作用,从而筛选出有望作为有机发光器件（OLEDs）蓝色发射源的配合物.通过研究配合物的电子结构和光谱性质的关系,总结取代基影响发光性能的变化规律,预测磷光量子产率和其在OLEDs中的性能.结果表明,N-杂环卡宾配体上引入供电子能力不同的取代基,主要影响最低空轨道（LUMO）的能量大小.在配合物2和3中,供电子取代基（—NH₂,—OCH₃）会使之增加,从而使吸收和发射光谱能量增加,并且有可能提高磷光量子产率.研究了配合物在不同溶剂中的光谱性质,发现溶剂极性增加也可以改变光谱位置.另外,配合物2和3在OLEDs中表现出较好的电荷迁移平衡,有望成为性能较好的蓝色发光材料.     

溴代酞菁铁配合物的光谱电化学性质研究

本文对μ-氧-四溴酞菁铁配合物([TBPcFe]₂O)的电化学性质及光谱电化学性质进行了研究。结果表明,μ-氧-四溴酞菁铁在所研究的电压区问内经历了三个单电子氧化还原反应,其半波电势为0.06V,—0.75V及—1.33V(相对于甘汞电极),分别对应于Fe³⁺/Fe³⁼、Fe²⁺/Fe⁺及TBPc^2-/TBPc^3-电对的氧化还原反应。光谱电化学性质研究亦观察到相应酞菁配合物的特征光谱。     

四溴-2,3-萘酞菁铅的合成及性质研究

以1,8-二氮杂双环[5.4.0]+-碳烯-7(DBU)为催化剂合成了中心原子为重原子铅、环取代基为重原子溴的萘酞菁配合物四溴-2,3-萘酞菁铅[PbNcBr₄],并研究了该配合物的电子吸收光谱、热稳定性、光限幅特性及重原子对其光限幅特性的影响及其机理.该配合物在近红外区(795～825nm)有强吸收(Q带),溴取代可使配合物Q带略微蓝移,溶剂的极性对配合物的电子吸收光谱有较大影响.该配合物具有较高的热稳定性,气氛对其热稳定性有明显影响,其在N₂气氛中的热稳定性明显比在O₂气氛中的高;在O₂气氛中为一步分解,在N₂气氛中为多步分解.标题配合物具有优异的非线性光限幅特性,在高线性透射率88%时的限幅阈值为148mJ/cm²,限幅幅值为332mJ/cm²,损伤阈值约为3J/cm²,其光限幅特性明显优于光限幅新材料C₆₀(透射率70%时,限幅阈值大于240mJ/cm²).重原子铅和溴可显著优化材料的非线性光限幅特性.