金属咔咯配合物的设计、合成及电催化还原降解有机氯的研究

咔咯(corrole)是结构与卟啉相似的大环化合物，具有独特的性质，在生物医药和新型功能材料等领域有广阔的应用前景。本项目拟通过在咔咯大环的meso位和β位等位置上引入不同类型、不同数目的取代基以及改变金属离子种类和价态等方法，设计、合成具有不同结构和性质的过渡金属咔咯配合物。研究该类配合物电催化还原降解不同类型有机氯的催化性能，筛选出一些效果较好、具有应用前景的金属咔咯催化剂，探讨配合物分子结构与催化还原性能之间的构效关系，系统地研究金属咔咯配合物的催化反应机理、降解效率及影响因素，为进一步定向合成性能优良的有机氯电还原降解的催化剂和实际应用提供理论依据。本项目研究可预期的成果不仅能填补我国在金属咔咯配合物电催化还原领域研究的空白，而且还为环境中有机氯污染物的合理处置提供重要的理论和实验基础，具有重要的学术意义和实际应用价值。

环境中有机氯污染物主要包括氯代苯、有机氯农药、多氯联苯等，对人类及生物的正常生命活动已构成严重威胁。然而，由于有机氯污染物的化学性质非常稳定，如何有效消除或降解环境中的有机氯污染物是一项非常有趣且极具挑战性的研究课题。研究表明，对于有机氯的电还原降解，性能优良的催化剂的选择和使用尤为重要。. 在本项目中，我们针对具有大环共轭结构的咔咯及结构相似的卟啉类衍生物为研究对象，通过在咔咯大环的meso位和β位等位置上引入不同类型、不同数目的取代基以及改变金属离子种类和价态等方法，设计、合成具有一系列具有新颖结构和性质的大环共轭衍生物及其金属配合物。我们利用光谱学、电化学、光谱电化学以及理论计算等方式对于化合物的电子结构进行了系统性研究。针对有机氯污染物的降解这一环境化学中的研究热点，筛选出一些特定电子结构的金属卟啉衍生物进行电催化还原降解，取得了令人满意的结果。在此基础上，探讨了配合物分子结构与催化还原性能之间的构效关系，系统地研究了金属咔咯配合物的催化反应机理、降解效率及影响因素，为进一步定向合成性能优良的有机氯电还原降解的催化剂和实际应用提供理论依据。. 通过本项目的研究，目前已在Chem. Euro. J., Dalton Trans., Inorg. Chem., Sensors and Actuators, J. Porphyrin and Phthalocyanine等国际著名刊物发表论文31篇，其中SCI论文23篇，一篇文章被选为当期正封面文章。另外，本项目申请发明专利9件，获得授权发明专利4件。培养硕士研究生11名，在读硕士研究生11名；本科毕业生17名，其中1人次获得江苏大学优秀本科毕业论文（2015年度，已推荐参评江苏省优秀本科毕业论文）。在该项目资助下，参加学术会议8次，发表会议论文16篇，做邀请报告7次，墙报9次。在相关研究领域内的影响力得到了认可和提升，推动了相关科学的研究进展。. 综上，本项目研究成果填补了我国在金属配合物电催化还原领域研究的空白，而且还为环境中有机氯污染物的合理处置提供重要的理论和实验基础，具有重要的学术意义和实际应用价值。