基于卟啉衍生物红光材料的合成及物性研究

利用Schiff base反应合成了两个卟啉衍生物TPP-AQ, TPP-PD. 通过循环伏安、紫外可见吸收光谱、荧光光谱及理论计算等对其物性进行了研究. 结果显示: TPP-AQ, TPP-PD氧化电位分别为E_1/2＝1.07, 1.30 V和1.21, 1.36 V, 与TPP-PD相比, TPP-AQ的两个氧化还原电位都发生了负移|TPP-AQ与TPP-PD的最大紫外可见吸收峰分别在441和431 nm, TPP-AQ的吸收波长较TPP-PD有一定程度的红移, 通过理论计算可知这是由于TPP-AQ共轭程度优于TPP-PD导致的. TPP-AQ和TPP-PD的荧光主发射峰分别在657和656 nm, 半峰宽分别为30和27 nm, 有较好的红光色纯度.     

Meso-四(对-酰氧基苯基)钴、镍卟啉液晶的性质

合成了6个系列12个四(对-酰氧基苯基)卟啉钴和镍配合物, 用元素分析、红外光声光谱、紫外可见光谱、质谱以及核磁共振氢谱等对其结构进行了表征, 同时利用DSC、偏光显微镜、循环伏安和表面光电压谱对其液晶性能、电化学性质、荧光性质以及表面光伏特性进行了研究. 结果表明, 有9种配合物具有液晶性质, 为六角柱状结构, 均为具有较强荧光发射性质的p型半导体. 相变温度最低的是四(对-十八酰氧基苯基)卟啉镍, 为-22.54℃.     

7,10-位取代喜树碱衍生物的QSAR研究

利用密度泛函理论(DFT)在杂化泛函B3LYP和基组6-311G(d,p)水平下对7,10-位双取代喜树碱衍生物(CPTs)进行了构型优化,计算出分子的电子结构描述符,利用Chemoffice 8.0软件计算出几个相关的物化描述符;采用逐步多元回归法对该组化合物的抗癌活性与分子描述符之间建立了定量结构-活性关系(QSAR)模型。所建最佳三参数QSAR模型的复相关系数R=0.951;用留一法(leave-one-out,LOO)进行交互检验,得到交互检验系数RCV2=0.778。结果表明,所得QSAR模型具有良好的预测能力,而且影响药物活性的主要因素有化合物分子的结构、最高占据和最低空分子轨道能量差及13-位碳原子的净电荷。     

烟酸-卟啉二元化合物的合成、表征及其电化学性质

通过亲核取代反应合成了3个新的烟酸-卟啉二元化合物, 并用红外光谱、紫外-可见光谱、核磁共振氢谱、元素分析和质谱对化合物的结构进行确认, 通过循环伏安法研究了其电化学性质.     

2,3-二硫苄基-6,7-二(2-氰基乙硫基)四硫富瓦烯的合成及其性质研究

设计合成了2,3-二硫苄基-6,7-二(2-氰基乙硫基)四硫富瓦烯. 以UV-Vis, ¹H NMR, IR, MS和元素分析进行了表征, 测定了产物的循环伏安图. 运用Gaussian 98量子化学程序包, 采用密度泛函 (DFT) 的方法, 在B3LYP/6-31G(d) 水平上对分子的几何构型进行了优化. 计算结果表明, 由于取代基的引入使体系的HOMO能量降低, 分子趋于稳定, 这与分子的设计是一致的.     

锌卟啉衍生物的自组装研究

合成了一种新型的带有腺嘌呤取代基的锌卟啉并对其进行了表征。结果表明,腺嘌呤取代基与中心金属锌的轴向配位驱动了自组装。紫外可见和荧光光谱实验结果证明了由自组装而产生的卟啉低聚物的存在。     

5-二茂铁基吡唑啉衍生物的合成及性质

以甲酰基二茂铁和2-乙酰基吡啶为原料, 合成了3个1-芳香酰基-3-(2-吡啶基)-5-二茂铁基-2-吡唑啉衍生物(3~5), 通过红外光谱、质谱、¹H NMR、¹³C NMR和元素分析对其进行了表征, 并对化合物4的单晶结构进行了解析. 研究了该类化合物的电化学性质及紫外、荧光光谱, 并借助密度泛函理论(DFT)计算从理论上加以解释.     

meso取代卟啉衍生物的结构和光学性质

meso取代卟啉衍生物在红色电致发光材料上有较大的应用前景.本文采用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,对以反式二噻吩(S)作为能量传输供体的卟啉衍生物,Zn-5,10,15,20-tetra(2-[thiophen-2-yl]thiophene)porphyrin(SPZ)和5,10,15,20-tetra(2-[thiophen-2-yl]thiophene)porphyrin(TSP),进行了全优化.计算了二者的电离能(IP)、电子亲和势(EA)、空穴抽取能(HEP)、电子抽取能(EEP)、空穴和电子重组能(λ),评估了它们的载流子注入和传输能力.用含时密度泛函理论(TDDFT)/B3LYP/6-31G(d)方法计算了吸收光谱.用从头算单激发组态相互作用(CIS)方法优化了SPZ和TSP的最低激发单重态S1,并用含时Hartree-Fock(TDHF)方法研究它们的荧光光谱.理论计算结果表明,引入S基团对卟啉的光物理性质影响很大,尤其是电子注入和传输性质.     

腺嘌呤取代锌卟啉配合物的自组装研究

合成了一种新型的带有腺嘌呤取代基的锌卟啉并对其进行了表征。结果表明,腺嘌呤取代基与中心金属锌的轴向配位驱动了自组装。分子量的测量及紫外可见和荧光光谱表明,存在由自组装而产生的卟啉低聚物。     

卟啉及其衍生物合成进展

按卟啉母核的不同合成方法,介绍了卟啉衍生物的合成进展。从各种小分子的缩合而合成卟啉的方法包括经典的Alder-Long法、Lindsey法和新颖的[2＋2]法、[3＋1]法。这些方法能够合成许多结构复杂的卟啉。对卟啉大分子进行β-、meso-位功能团的引入,有卤代、硝化、甲酰化等,并能进一步转化成其它功能团。     

卟啉修饰冠醚环的合成、性能及其自组装应用

采用金属离子为模板合成了-类由无金属或金属卟啉修饰的冠醚大分子环,并通过1HNMR、MS、紫外、荧光等方法对其进行了结构表征和性能测试.采用具有4,4,-联吡啶的客体分子与冠醚环进行组装,以荧光滴定法测定了主客体分子问的结合常数.结果表明,这种冠醚环不仅具有卟啉优异的光电性质而且能与客体分子形成了1:1的类轮烷体系.     

β-取代卟啉及卟啉铁的抗氧化性

在假一级条件下 ,以亚碘酰苯为氧化剂 ,通过测定 β未取代的四苯基卟啉 (TPP) ,以及不同 β 取代的 β Cl8TPP、β Br8TPP、β Br4TPP、β NO2 TPP、β (CH3 ) 8TPP及其金属铁络合物的氧化破坏反应的表观动力学常数 ,获得了卟啉配体的稳定性顺序为TPP >β (CH3 ) 8TPP >β Br8TPP >β Cl8TPP >β Br4TPP >β NO2 TPP ,β位位阻越大相应的卟啉配体越稳定 ,并由此推导PhIO由 β位进攻卟啉配体。β 取代铁卟啉的稳定性顺序为 :Fe(β Cl8TPP)Cl>Fe(β Br8TPP)Cl>Fe(β Br4TPP)Cl>Fe(β NO2 TPP)Cl >Fe(TPP)Cl >Fe[β (CH3 ) 8TPP]Cl,并与在催化氧化环己烷反应中的稳定性一致 ,β位吸电子作用越大相应的铁卟啉越稳定 ,并推导由氧化能力更强的高价金属 氧中间体以位阻较小的面对面方式进攻 β 取代铁卟啉。     

新型卟啉衍生物的合成、结构表征和电化学性质的研究

以合成的[5-(4-溴苯基)-10,15,20-三苯基卟啉]锌为底物,通Stille偶联的方法合成5-(4’-氨基-4-联苯基)-10,15,20-三苯基卟啉,[5-(4’-氨基-4-联苯基)-10,15,20-三苯基卟啉]锌配合物以及[5- (4’-甲硫基-4-联苯基)-10,15,20-三苯基卟啉]锌配合物。并用Uv,‘H NMR, IR, Ms, Fs等表征确证了该系列配合物的结构,并用循环伏安法对以上部分产物进行了电化学性质的研究.     

含卟啉聚肽的合成及其自组装行为研究

以带有炔丙基端基的聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)(PBLG)和含单叠氮基团的卟啉衍生物(TFPP-N3)为反应物,利用点击反应,合成了含卟啉聚肽(TFPP-PBLG).运用核磁共振氢谱(¹H-NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见光光度计(UV-Vis)和凝胶渗透色谱(GPC)表征了聚合物的结构、分子量及其分布.采用有机共溶剂溶解、选择性溶剂(水)诱导组装并透析的方法,制备得到碗状胶束.通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)、动态激光光散射(DLS)和小角X射线散射仪(SAXS)表征了组装体的形貌与结构,并探究其自组装机理.结果表明,卟啉基团间的π-π堆叠作用使得胶束具有较为稳定结构;在透析过程中,胶束内部的溶剂向外扩散,导致胶束塌陷形成了纳米碗.增加PBLG链段长度,会进一步提高初始胶束的结构稳定性,导致在透析过程中胶束结构保持完整不能得到纳米碗.初始胶束的结构稳定性是决定其在后续溶剂交换过程中是否发生凹陷从而形成纳米碗的关键.     

对称和不对称的1，2，5-噻二唑-1，4-戊氧苯基取代的四氮杂卟啉化合物有机半导体场效应性质的密度泛函理论研究

在密度泛函理论基础上研究了一系列对称和不对称的1,2,5-噻二唑-1,4-戊氧苯基取代的四氮杂卟啉化合物（s4）PzH2,（A4）PzH2,（cis-S2A2）PzH2和（SA3）PzH2（S=1,2,5-噻二唑-环,A=1,4-戊氧苯基,Pz=四氮杂卟啉）有机半导体场效应性质．分别研究了这一系列化合物的最高占有和最低未占有轨道能量,离子化能,电子亲合能和电荷传导过程中的重组能．在Marcus电子传导理论基础上计算了具有晶体结构的这四种化合物的电子耦合和迁移率．计算结果表明：化合物（S4）PzH2的电子迁移率为0．056cm^2·V^-1·S^-1,其他三种化合物（cis—S2A2）PzH2,（SA3）PzH2和（A4）PzH2的空穴迁移率分别为0．075,0．098和8．20cm^2·V^-1·S^-1．目前的工作是对这一系列1,2,5-噻二唑--1,4-戊氧苯基取代的四氮杂卟啉化合物有机半导体场效应性质的理论研究．     

杯芳烃-卟啉化合物的合成及性质

杯芳烃和卟啉通过共价键连结或者分子间作用力聚集形成的杯芳烃-卟啉化合物在分子识别、分子催化、分子自组装等方面有潜在的用途. 本工作综述了杯芳烃-卟啉化合物的合成及性质.     

新型β-取代阳离子卟啉光敏剂合成及其与DNA相互作用

在5,10,15,20-四苯基卟啉及其金属配合物的β位引入阳离子型修饰基团溴化吡啶鎓盐, 得到β-[2-(6-吡啶溴化盐)己氧基]萘基-5,10,15,20-四苯基卟啉及其Cu(II), Ni(II), Zn(II)配合物. 通过IR, UV, ¹H NMR, MS以及元素分析对新化合物进行了结构表征. 作为光动力治疗光敏剂与pBR322质粒DNA的相互作用研究表明, 它们对DNA具有良好的光敏切割效果和结合能力, 通过与小牛胸腺DNA相互作用初步研究了它们与DNA的作用模式.     

间位取代卟啉及其锌卟啉的电子吸收光谱

取代的卟啉类衍生物在气敏传感器方面具有广泛的应用前景.本文采用了密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)研究了四种不同取代基的卟啉衍生物(meso位四硝基苯基/四氨基苯基卟啉(NO2PP,NH2PP)及其相应的锌金属卟啉衍生物(NO2ZnPP,NH2ZnPP))的紫外和近紫外光谱特征.利用两种不同的交换相关泛函(广义梯度近似泛函(PBE)和杂化密度泛函(B3LYP))优化了上述四种物质的结构,并应用TD-DFT计算了相应的电子激发能量和振动强度.结果表明,取代卟啉的吸收光谱与大量的电子跃迁有关;与B3LYP泛函预测的光谱相比,PBE泛函所得B带以及Q带的波长位置与实验值更为接近.另外,计算所得硝基取代基卟啉的B带相对于氨基取代基卟啉的B带发生了红移,这与实验现象也保持一致.由于卟啉衍生物的三重激发态在电子转移中有很重要的应用,因此在PBE/6-31G(d)水平上计算了四种物质的最低三重激发态能量,分别为1.426、1.469、1.608和1.581eV.     

卟啉-蒽醌化合物分子内光诱导电子传递的光谱研究

合成了以不同长度柔韧碳链相连的三种卟啉(Por)-蒽醌(AQ)二元化合物Por-Cn-AQ (n=1,4,10),主要通过稳态荧光光谱和瞬态荧光光谱研究了它们的分子内光诱导电子传递情况,并结合密度泛函理论(DFT)对分子内电子转移机理进行了初步探讨.结果表明:共价相连的卟啉-蒽醌二元化合物在光激发下能够发生从卟啉组分到蒽醌组分的分子内光诱导电子传递;连接链性质对电子传递速率有直接的影响.实验和理论计算结果表明卟啉-蒽醌之间的分子内电子转移很可能是通过超交换机理进行的.