卟啉酞菁类功能分子材料的合成机理研究与可控合成路线探索

As the core molecules in the field of functional materials, chemical and material scientists are paying sustained attentions to the porphyrins and phthalocyanines. The improvement in their synthetic methods will significantly extend their applications. The reaction machanism investigations based on the atomic/molecular viewpoint will provide the deeper comprehension at the microcosmic level, leading to the theoretical basic of their green synthesize. The detailed discussions are listed below..1) We will systematically investigate several typical porphyrin/phthalocyanine synthetic paths in labs. Based on the quantum chemistry, the details in these reaction paths will be carefully described..2) Using theoretical chemistry, we will guess and verify the reaction mechanism of porphyrin/phthalocyanine derivatives..3) Based on theory and experiments, we will try our best to ameliorate the present synthetic paths and to search the better paths..4) Experiments will be used to verify the validity of theoretical works.

卟啉酞菁类化合物作为当前多领域功能材料的核心分子，是当前化学与材料工作者未来一段时间的重要研究内容之一，其合成方法的优化进步将会使得这类具有卓越性质的功能分子具有更好的应用价值。从原子分子尺度研究卟啉酞菁类化合物的反应历程的微观机理，可以为该类化合物的合成提供理论验证，并且推动对反应路径本质的深入理解，为实现高原子利用率的绿色合成提供更有力的理论支撑。具体工作包括：.1） 系统研究卟啉酞菁类化合物的几种典型实验室合成路径，从量子化学角度来研究反应的详细细节。.2） 通过理论计算途经推测并验证卟啉酞菁类化合物的反应路径。.3） 通过理论计算途经尝试发展新型高产率的卟啉酞菁类化合物合成路径，为实现该类化合物的大规模合成提供理论指导。.4） 用实验化学验证理论结果的有效性。

（1）对亚酞菁类化合物的实验室合成方法的详细的反应历程进行了计算，解决了长期困扰实验化学家反应机理问题。在反应中，三氯化硼不仅仅是反应原料，同时也是反应的最重要的催化剂。.（2）对两个酞菁分子稠合为一个双酞菁分子的实验室合成方法的详细的反应历程进行了计算，解决了长期困扰实验化学家的一个问题：如何高效地共轭连接两个酞菁分子？尤其重要的是，如何在特定的位置实现高选择性共轭连接。.（3）对酞菁钴-酞菁铁混杂二维共轭网络的ORR性质进行了理论研究，明确了铁酞菁和钴酞菁的“接力棒催化”的反应机理，并以此机理为基础设计了后续实验。