三明治型酞菁及卟啉-四氮杂大环配合物的合成探究及性质研究

摘要

卟啉和酞菁类化合物都是具有高度共轭体系的大环化合物，它们因高度的稳定性及独特的光、电、磁学性质一直吸引着人们进行研究。而在三明治型卟啉/酞菁稀土配合物中，大环配体被稀土金属离子拉到一个很近的距离，表现出了强烈的π-π电子相互作用，因此展现出来作为新型分子导体、非线性光学和液晶材料等方面的巨大潜力。
　　本论文的第一部分合成了13个一系列三明治型两层苯硫基取代酞菁稀土配合物M[2,3-Pc(SPh)8]2(M=Y,Ce,…Lu,Pm,Tm除外)，并对其紫外可见光谱(UV-vis)和红外光谱(IR)进行了详细的论述。其电子吸收光谱和红外光谱表明配合物M[2,3-Pc(SPh)8]2中除铈金属是四价外其它金属离子都是三价的形式存在的。此外，其电子吸收光谱中Soret吸收带和Q带以及红外光谱中酞菁阴离子自由基[Pc(SPh)8]·ˉ的特征吸收峰(1319-1325cm-1处)都随着金属离子半径的减小而发生蓝移，这说明随着金属离子半径的减小，环与环之间的共轭作用增强。
　　第二部分先是用酰胺缩醛法合成了1,4,7,10-四氮杂环十二烷(cyclen)，并对其产物的提纯步骤进行了优化，然后合成了稀土金属四苯基卟啉，之后对三明治型稀土卟啉-四氮杂大环配合物的合成进行了探索性的尝试。

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第一章 文献综述

1.1 酞菁化合物简介

1.1.1 卟啉、酞菁化合物概述

1.1.2 卟啉和酞菁化合物的结构及性质

1.1.3 酞菁的合成方法

1.2 酞菁配合物的应用

1.2. 1 化学催化

1.2. 2 气敏传感器

1.2. 3 光动力治疗(PDT)

1.2. 4 光学材料[37,38]

1.2. 5 电致变色材料[39,40]

1.3 三明治型酞菁类稀土配合物的概述

1.3.1 三明治型酞菁类稀土配合物的研究进展

1.3.2 三明治型酞菁类稀土配合物的合成

1.4 多层三明治型卟啉、酞菁金属配合物的研究进展

1.4.1 多层三明治型配合物简介[49]

1.4.2 多层三明治型配合物合成方法简介[50,51]

1.5 我们的工作

第二章 三明治型两层酞菁稀土配合物M[2,3-Pc(Sph)8]2的合成及性质表征

2.1 引言

2.2 实验仪器和药品

2.2.1 实验仪器

2.2.2 主要试剂及规格

2.3 实验部分

2.3.1 稀土乙酰丙酮盐M(acac)3·nH2O的制备[52]

2.3.2 4,5-二(苯硫基)-邻二氰基苯的制备

2.3.3 三明治型两层稀土配合物M[2,3-Pc(SPh)8]2的制备

2.4 结果与讨论

2.4.1 合成方法

2.4.2 谱图分析

2.5 本章小结

第三章 三明治型卟啉–四氮杂十二烷（cyclen）化合物合成探究

3.1 引言

3.1.1 课题背景简介

3.1.2 大环多胺化合物cyclen的合成研究进展

3.2 实验仪器与药品

3.2.1 实验仪器

3.2.2 主要药品及规格

3.3 实验部分

3.3.1 Cyclen的制备

3.3.2 金属四苯基卟啉的制备

3.3.3 三明治型卟啉-cyclen配合物的制备

3.4 结果与讨论

3.4.1 Cyclen的合成优化

3.4.2 四苯基卟啉的合成方法

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录 三明治型两层稀土配合物M[2,3-Pc(SPh)8]2的质谱图

致谢