间位苯基桥联的锰（Ⅲ）双咔咯的合成、表征及催化氧化性质

通过间苯二甲醛与5-氟苯基二吡咯甲烷反应合成了一种新的间位苯基桥联的双咔咯1,并利用锰盐与自由咔咯反应制备了其锰的金属配合物2。采用紫外、质谱、核磁、XPS等手段对化合物进行了表征。以苯乙烯为底物考察了锰双咔咯2的催化氧化性质,探讨了时间、溶剂、氧源、轴向配体对催化反应的影响。结果表明以亚碘酰苯和间氯过氧苯甲酸为氧源时催化的主要产物为环氧苯乙烷,而以双氧水和叔丁基过氧化氢为氧源时则主要产物为苯甲醛;在极性溶剂中的催化氧化产率较高。轴向配体对催化氧化有促进作用,不同轴向配体对催化反应产率提高的顺序是：1-甲基咪唑 >吡啶 >咪唑。     

不同取代基铁咔咯配合物对苯乙烯的催化氧化

合成了4种具有不同推-拉电子强度取代基的铁咔咯配合物,并通过紫外,核磁,质谱等手段对化合物进行了表征。考察了在乙腈溶液中,以叔丁基过氧化氢(TBHP),亚碘酰苯(PhIO),双氧水(H₂O₂)为氧源时,4种不同取代基铁咔咯配合物对于苯乙烯的催化氧化效果,并考察了咪唑作为轴向配体时对反应的影响。结果表明,产物的产率与氧源,催化剂和轴向配体均有关。以TBHP为氧源时,苯甲醛为主要产物;以PhIO作为氧源时,主要产物则为环氧苯乙烷;而当氧源为H₂O₂时,4种铁咔咯均不能有效地催化苯乙烯氧化。使用不同的氧源时,4种铁咔咯展现不一样的催化活性顺序,其催化过程可能涉及自由基和高价态的Fe(Ⅴ)-oxo咔咯。铁咔咯能与咪唑形成1:2的配合物,在催化体系中加入咪唑后,在不同的氧源条件下,咪唑对于反应产物的分布影响不同。     

不同取代基铁咔咯配合物对苯乙烯的催化氧化

合成了4种具有不同推-拉电子强度取代基的铁咔咯配合物,并通过紫外,核磁,质谱等手段对化合物进行了表征。考察了在乙腈溶液中,以叔丁基过氧化氢(TBHP),亚碘酰苯(PhIO),双氧水(H₂O₂)为氧源时,4种不同取代基铁咔咯配合物对于苯乙烯的催化氧化效果,并考察了咪唑作为轴向配体时对反应的影响。结果表明,产物的产率与氧源,催化剂和轴向配体均有关。以TBHP为氧源时,苯甲醛为主要产物;以PhIO作为氧源时,主要产物则为环氧苯乙烷;而当氧源为H₂O₂时,4种铁咔咯均不能有效地催化苯乙烯氧化。使用不同的氧源时,4种铁咔咯展现不一样的催化活性顺序,其催化过程可能涉及自由基和高价态的Fe(Ⅴ)-oxo咔咯。铁咔咯能与咪唑形成1:2的配合物,在催化体系中加入咪唑后,在不同的氧源条件下,咪唑对于反应产物的分布影响不同。     

苯基桥联双咔咯镓配合物的合成与发光性质

合成了苯基桥联双咔咯(1)及其镓配合物(2),利用紫外-可见光谱(UV-Vis),核磁共振波谱(1H NMR,19F NMR)及质谱(MS)对它们进行了表征.采用稳态和时间分辨荧光光谱对化合物1和2的发光性质进行了研究.实验结果表明,双咔咯1及其镓配合物2的荧光量子产率分别为0.142和0.473,荧光寿命相应为5.2与3.2 ns,且配合物2的荧光光谱显著蓝移.瞬态吸收光谱显示,在无氧条件下双咔咯1和配合物2的三重激发态(T1)寿命分别为58与34μs,其T1态的量子产率则分别为0.47和0.63.     

咔咯锰(Ⅲ)与锰(V)-氧配合物与含氮配体的轴向配位性质

采用密度泛函理论(DFT)的BP86方法对含氮配体咪唑、甲基咪唑、异丙基咪唑和吡啶与5,10,15-三(五氟苯基)咔咯锰[(TPFC)Mn^Ⅲ]和5,10,15-三(五氟苯基)咔咯锰氧[(TPFC)Mn^VO]的轴向配位性质进行理论研究.计算结果表明配体能与五重态下的(TPFC)Mn^Ⅲ形成有效的轴向配位作用,结合能绝对值次序为：咪唑>4-甲基咪唑>吡啶,与实验结果一致. 另外,结合能和轴向配位键长数据显示,这些配体不能与基态(单重态)或三重态(TPFC)Mn^VO中的Mn^V原子形成有效的轴向配位作用,自然键轨道(NBO)分析表明其Mn^V没有空的3d 轨道来接受配体的孤对电子,但配体可与三重态下的(TPFC)Mn^VO形成弱的配位作用.     

锰氧咔咯催化环己烷生成己二醛催化机理的理论研究

通过密度泛函理论计算,研究锰氧咔咯催化环己烷氧化成己二醛的反应,讨论该催化过程的多态反应活性.计算表明,该反应经历两步羟基化和一步C—C键断裂过程.两步羟基化都是由氢转移开始,形成碳自由基中间体,接着迅速发生的自由基反应形成二醇的中间体.C—C键断裂过程由氢转移开始,先形成氧自由基中间体,氧自由基单电子和邻近环C—C键存在强烈的相互作用,导致该C—C键活化断裂和第二个氢的协同转移.反应的速控步是第二步羟基化过程,因此碳自由基中间体的稳定性决定该反应的难易,这也解释了实验上观察到叔碳的活性大于仲碳的活性顺序.     

咔咯锰(III)与锰(V)-氧配合物与含氮配体的轴向配位性质

采用密度泛函理论(DFT)的BP86方法对含氮配体咪唑、甲基咪唑、异丙基咪唑和吡啶与5,10,15-三(五氟苯基)咔咯锰[(TPFC)MnIII]和5,10,15-三(五氟苯基)咔咯锰氧[(TPFC)MnVO]的轴向配位性质进行理论研究.计算结果表明配体能与五重态下的(TPFC)MnIII形成有效的轴向配位作用,结合能绝对值次序为:咪唑4-甲基咪唑吡啶,与实验结果一致.另外,结合能和轴向配位键长数据显示,这些配体不能与基态(单重态)或三重态(TPFC)MnVO中的MnV原子形成有效的轴向配位作用,自然键轨道(NBO)分析表明其MnV没有空的3d轨道来接受配体的孤对电子,但配体可与三重态下的(TPFC)MnVO形成弱的配位作用.     

新型氯代苯基咔咯的合成及电化学和光谱性质

通过吡咯和具有相应取代基的苯甲醛在甲醇和水的混合溶剂中生成胆色烷, 然后用四氯苯醌氧化胆色烷, 合成了2种新型的咔咯化合物: 三(4-氯苯基)咔咯[(ClPh)₃CorH₃]和三(2,4-二氯苯基)咔咯[(Cl₂Ph)₃CorH₃]. 采用紫外-可见、荧光、¹H NMR、MS和IR等光谱技术对化合物进行了表征. 研究了化合物在二氯甲烷和二甲基甲酰胺中的电化学及光谱电化学性质. 讨论了溶剂和取代基对紫外-可见光谱以及氧化还原电位和电子转移过程的影响. 提出了化合物在2种不同溶剂中的氧化还原反应机理.     

新型吩噻嗪-咔咯锰（III）配合物的合成及其催化氧化DNA断裂的活性

以单羟基自由咔咯为起始原料,与吩噻嗪-10-碳酰氯（PTZ）反应制得吩噻嗪 咔咯二元化合物(2）; 2与醋酸锰反应合成了一种新型5,15-二（2,3,4,5,6)-五氟苯基-10-(4-吩噻嗪苯基)咔咯锰（Ⅲ）配合物(3),收率80.0%,其结构经UV-Vis和HR-MS（ESI）表征。通过琼脂糖凝胶电泳实验探讨了其催化氧化DNA的活性。结果表明：在过氧化氢存在下,3能有效引起超螺旋pBR322 DNA发生氧化断裂,3浓度为250 μmol·L^-1时,氧化断裂DNA的活性达34%。通过紫外滴定、荧光滴定、圆二色谱推断3与小牛胸腺(ct-DNA）的结合模式为外部结合。     

水溶性羧酸咔咯铁(Ⅲ)配合物对DNA的氧化断裂作用

合成了5,10,15-三(4-羧基-苯基)咔咯铁配合物(Fe^ⅢTCPC), 采用紫外-可见光谱、 荧光光谱、 圆二色光谱和黏度法研究了Fe^ⅢTCPC与小牛胸腺DNA(ct-DNA)的相互作用, 并用琼脂糖凝胶电泳研究了氧化剂参与下Fe^ⅢTCPC对pBR22 DNA的氧化断裂能力. 结果表明, Fe^ⅢTCPC与DNA的作用方式为外部结合模式, 其结合常数K_b=1.96×10⁵ L/mol. 在过氧化氢(H₂O₂)或叔丁基过氧化氢(TBHP)为氧化剂条件下, Fe^ⅢTCPC展现出良好的DNA氧化断裂能力, 且TBHP的氧化断裂效率比H₂O₂好. 用H₂O₂和TBHP为氧化剂时, Fe^ⅢTCPC可能是通过活性Fe^Ⅴ-oxo机制对DNA氧化断裂.     

两种甲氧基苯基咔咯铜配合物的合成及光谱性质

合成了两个中位苯基上具有甲氧基取代基的铜咔咯配合物(Tp-OCH3PC)Cu和(To,p-(OCH3)2PC)Cu,通过紫外-可见、红外光谱、元素分析、核磁共振及质谱对它们进行了表征。研究了配合物在非水溶剂中的电子顺磁共振、电化学和光谱电化学性质,结果表明无论在固体状态还是在非水溶剂中,配合物的中心金属离子均为三价铜Cu(Ⅲ),在给定的溶剂中Cu(Ⅲ)可以发生可逆的还原反应生成Cu(Ⅱ),也可以被可逆氧化为Cu(Ⅲ)的阳离子自由基。探讨了甲氧基取代基以及溶剂对配合物的紫外-可见光谱和氧化还原电位的影响。     

咔咯锰(Ⅲ)配合物催化RNA磷酸二酯类似物HpPNP的水解断裂反应机理

采用密度泛函B3LYP方法研究了咔咯锰(Ⅲ)配合物催化水解断裂RNA磷酸二酯类似物2-羟丙基-4-硝基苯基磷酸酯(HpPNP)的反应机理以及中位取代基的性质和数目对反应能垒的影响。计算结果表明:断裂反应以特殊碱催化(SBC)机理进行,咔咯锰(Ⅲ)配合物与HpPNP形成双氢键和双配位独特的过渡态结构,经由P-O键断裂后形成产物。与无催化剂时相比,带吸电子取代基的咔咯锰(Ⅲ)配合物的催化能使反应能垒下降4%~34%。咔咯锰(Ⅲ)配合物中位的吸电子取代基效应能显著降低反应能垒,促进水解断裂反应的进行。     

咔咯锰(Ⅴ)氧配合物与苯乙烯的氧原子转移反应机理

采用密度泛函理论B3LYP方法研究了咔咯锰(Ⅴ)氧配合物(MnVO corrole)与苯乙烯氧原子转移(oxygen atom transfer,OAT)反应途径和吸电子取代基的影响.计算结果发现氧原子进攻苯乙烯中双键的β碳原子形成过渡态,结合内禀反应坐标法(intrinsic reaction coordinate ...     

反式双氧锰(V)咔咯配合物的稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法对反式双氧锰(V)咔咯配合物阴离子的稳定性及其质子化物种进行了理论计算. 结果表明: 反式双氧锰(V)咔咯配合物阴离子构型稳定, 其反式双氧锰键O=Mn=O由锰原子的d轨道与两个氧原子的p轨道分别构成一个σ轨道和两个π轨道; 随着外围取代基吸电性增强, O=Mn=O键长缩短, 拉曼伸缩振动频率增大; 其质子化过程中得到两个质子的轴向氧原子与锰原子的距离超出正常化学键的范围, 从而形成水分子并脱离原来分子, 导致质子化行为是不可逆过程, 而形成单氧的咔咯锰(V)-氧配合物.     

双齿单Schiff碱钴、锰配合物的合成、表征及催化氧化性能的研究

合成了单S chiff碱配体水杨醛缩邻甲苯胺（^1L）、5-溴水杨醛缩对氯苯胺（^2L）、5-溴水杨醛缩对甲苯胺（3^L）、水杨醛缩对硝基苯胺（^4L）、水杨醛缩对甲苯胺（^5L）、水杨醛缩对氯苯胺（^6L）及其钴、锰配合物，并用MS、^3HNMR、IR以及元素分析等测试技术予以表征，以钴配合物为催化剂活化分子氧氧化环巳烯，高选择性地得到烯丙位的氧化产物；以锰配合物为催化剂、NaOcl为氧化剂催化苯乙烯的环氧化，主要产物为苯乙烯环氧化物。     

单羟基咔咯锰（III）配合物的合成及其与DNA的相互作用

以五氟苯基二吡咯烷烃为原料,与对羟基苯甲醛经缩合反应合成了单羟基自由咔咯（1）; 1与醋酸锰反应合成了一种单羟基咔咯锰配合物--10-(4-羟基苯基)-5,15-二(2,3,4,5,6-五氟苯基)咔咯锰(III)配合物,其结构经UV-Vis和HR-MS（ESI）表征。通过紫外滴定、荧光滴定、圆二色谱和琼脂糖凝胶电泳实验探讨了其催化氧化DNA的活性。     

Push-Pull型不对称钴(III)咔咯的合成与性质

酸催化下在水-甲醇体系中,合成并分离了3种具有Push-Pull取代基的新型低对称A2B型钴(III)咔咯,其结构经¹H NMR, ¹⁹FNMR和HR-MS(ESI-TOF)表征,并利用光谱学和电化学方法对三种钴咔咯的电子结构进行了深入研究。研究表明：引入Push-Pull型不对称对钴(III)咔咯分子的电子结构有明显的调控作用,且随着引入基团的改变而产生显著的规律性差异,为进一步理性的分子设计、合成及其应用奠定基础。      

咔咯钴(Ⅲ)配合物与DNA的相互作用及抗肿瘤活性

合成了10-(4-羟基苯基)-5,15-二(五氟苯基)咔咯钴(Ⅲ)配合物(1-Co)和10-(4-吩噻嗪苯基)-5,15-二(五氟苯基)咔咯钴(Ⅲ)配合物(2-Co),并采用核磁共振波谱、质谱和紫外-可见光谱等对其结构进行了表征,利用紫外光谱、荧光光谱、圆二色谱、黏度测试和琼脂糖凝胶电泳等技术研究了配合物1-Co和2-Co与小牛胸腺DNA(ct-DNA)之间的相互作用.结果表明,配合物1-Co和2-Co与DNA之间的作用模式为外部结合,且在光照下均能引发DNA断裂.细胞毒性实验结果表明,配合物1-Co和2-Co具有很低的暗细胞毒性,但在光照条件下均能有效抑制H460,He La,A549等肿瘤细胞株增殖,表明配合物1-Co和2-Co在光动力治疗中具有潜在的应用价值.细胞核染色和线粒体膜电位检测结果表明,在光照条件下配合物2-Co可能是通过氧化损伤线粒体的途径抑制肿瘤细胞增殖.     

取代基对咔咯锰(V)-氧配合物Mn―O的成键影响

用密度泛函理论(DFT)方法对一系列A₃型咔咯锰(V)氧配合物进行了理论计算. 结果表明: 咔咯锰(V)-氧配合物中Mn―O键是由1 个σ键和2 个π键构成的叁键结构; 当咔咯中位取代基由推电子过渡到拉电子性质时, 咔咯骨架紧缩, Mn―O键缩短, 其拉曼光谱的伸缩振动峰往高波数移动; 取代基与氧原子的静电作用模式由正-负吸引转化为负-负排斥, 导致Mn―O键解离能ΔE减少, 即拉电子基团有利于增强咔咯锰(V)-氧配合物氧原子的活泼性.     

铝镓咔咯配合物的发光性质、堆积效应与轴向配位作用

本文合成了2种第三主族金属铝和镓咔咯配合物Al(tpfc)、Ga(tpfc)、Al(tpfc)(Py)2、Ga(tpfc)(Py)。测定了在甲苯溶液中,铝和镓咔咯的电子光谱、荧光光谱、荧光量子产率及荧光寿命。在不同溶剂作用下,铝和镓咔咯的电子吸收光谱和荧光光谱的峰位置和强度存在差异。在二氯甲烷溶液中,轴向配体吡啶能促进铝和镓咔咯的π-π堆积。不同轴向配体与金属咔咯的结合能力为:咪唑>4-甲基咪唑>吡啶,铝比镓的咔咯配合物有更强的结合轴向配体的能力。