三元卟啉衍生物的合成与性质研究

近年来，一些含有三个吡咯或异吲哚单元的缩合卟啉衍生物，如亚酞菁、亚氮杂卟吩和亚卟啉，由于具有14 pi-电子的共轭体系、很强的荧光发射以及良好的非线性光学性质，在高科技领域具有潜在的应用前景，引起了人们广泛的关注。三元卟啉衍生物自2006年才见文献报道，一般为中心含有硼的配合物，其特征吸收在360 纳米的近紫外区。为了拓展这类化合物在高科技领域的应用范围，本课题将通过化学合成对吡咯环进行修饰，增加环的共轭度，使吸收和发射光谱红移至可见/近红外光区。同时，在meso-芳环上引入不同的吸电子或给电子基团，研究取代基对其光电性质的影响，并通过与过渡金属离子、稀土离子反应，制备三元卟啉的金属配合物。对所得到的新型化合物进行结构表征和性能测试，并结合理论计算，探索研究其结构与物理性质的相关性，为设计合成结构新颖，具有良好应用前景的光电信息功能分子材料奠定基础。

三元卟啉是一类新型环缩合的卟啉衍生物，它的合成与研究是卟啉化学领域刚刚出现的一个分支，由于具有14 pi-电子的共轭体系、很强的可见吸收和荧光发射以及良好的非线性光学性质，在高科技领域具有潜在的应用前景，受到了广泛的关注。但是该类型化合物的合成却异常困难，直到2006年才见报道，而且都是中心含硼的配合物，遗憾的是，至今没有一种有效的方法可以打开中心的B－N键而得到中心没有配位的三元卟啉，无法形成三元卟啉的金属配合物。本项目采用改进的Lindsey卟啉合成方法，获得了卟啉研究领域中第一例中心不含任何配位原子，具有平面构型和芳香性的三元卟啉。在探索三元卟啉合成机理的研究方面，发现催化剂的选择和用量对于产物有很大的影响。通过化学合成对吡咯环进行修饰，增加环的共轭度，合成了一系列芳环稠合的三元卟啉分子。并通过与过渡金属离子反应，制备三元卟啉的金属配合物。对所得到的新型化合物进行结构表征和性能测试，并结合理论计算，研究其结构与物理性质的相关性，为设计合成结构新颖，具有良好应用前景的光电信息功能分子材料奠定基础。