双核二茂铁修饰卟啉及其过渡金属配合物的合成与燃速催化性能研究

摘要

双核二茂铁类衍生物作为燃速催化剂研究的新方向，由于铁的含量较高，其催化效果相较于单二茂铁有很大的提升。为了进一步提高铁在化合物中的含量，并引入杂原子加强与固体推进剂中其他成分的键合作用来降低迁移效果，设计合成了多种新型双核二茂铁类化合物，期待可以在燃速催化剂方面有优良的性能。双核二茂铁通过click反应与卟啉相连接，并在卟啉空腔内配位金属。共合成2种不同的双二茂铁修饰卟啉配体及8种金属卟啉配合物。 通过核磁共振(NMR)，高分辨质谱(HRMS)，红外光谱(IR)对所合成的卟啉配体及金属配合物进行了表征。并通过紫外可见光谱，荧光光谱，对其性质进行了测试。研究发现，镍、钴、铜配合物的紫外吸收相对于配体发生了蓝移，锌配合物的紫外吸收则发生了红移。同时二茂铁及金属的引入使得卟啉发生了强烈的荧光猝灭。说明二茂铁、卟啉环及金属离子存在较强的电子或能量转移。通过热失重分析，所合成的化合物可以在高氯酸铵中稳定存在并能够有效降低高氯酸铵的热分解温度。模拟药柱，测试化合物迁移性实验的结果表明，系列卟啉配体及金属卟啉具有优良的抗迁移能力。

目录

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第一章 绪论

1.1 卟啉及金属卟啉化合物的简介

1.2 卟啉及金属卟啉化合物的应用

1.2.1 在分子识别中的应用

1.2.2 在医学治疗方面的应用

1.2.3 在材料科学方面的应用

1.3 二茂铁修饰卟啉类化合物的研究进展

1.4 燃速催化剂的简介

1.4.1 燃速催化剂的分类

1.4.2 二茂铁衍生物在燃速催化剂中的应用

1.4.3 双核二茂铁衍生物的应用

1.5 选题意义

第二章 实验部分

2.1 实验仪器和试剂

2.1.1 实验仪器

2.1.2 部分实验试剂

2.1.3 实验试剂预处理

2.2 Meso-四双二茂铁丙烷修饰的四苯基卟啉配体及其金属配合物的合成

2.2.1 1’-叠氮甲基-2,2-双二茂铁丙烷的合成

2.2.2 Meso-四(对炔丙氧基苯基)锌卟啉的合成

2.2.3 Meso-四双二茂铁丙烷修饰的四苯基卟啉配体及其金属配合物的合成

2.3 Meso-八双二茂铁丙烷修饰的四苯基卟啉配体及其金属配合物的合成

2.3.1 Meso-四[3,5-二(炔丙氧基)苯基]锌卟啉的合成

2.3.2 Meso-八双二茂铁丙烷修饰的四苯基卟啉配体及其金属配合物的合成

2.4 合成物质的编号

2.5 实验结果及讨论

2.5.1 核磁共振氢谱

2.5.2 核磁共振碳谱

2.5.3 高分辨质谱

2.5.4 红外光谱

2.5.5 合成新化合物的实验数据

第三章 系列二茂铁卟啉及其过渡金属配合物性质研究

3.1 紫外可见吸收光谱

3.2 稳态荧光光谱

3.3 热重分析

3.4 迁移实验分析

第四章 结论

参考文献

附录 实验谱图

致谢