不对称卟啉及其氨基酸衍生物的合成和性能研究

摘要

卟啉类化合物构成叶绿素等生物大分子的核心部分，作为原初电子给体参与植物光合作用的一系列重要过程，因此也是模拟光合作用的重要化合物。在光合作用中，物质的转换和能量的的储备仅是宏观现象，而光反应中心电荷分离态的形成和电子的传递是决定这一过程的微观因素。因此建立光合作用模型化合物，研究其分子内部电子传递及电荷分离态的形成成为学者们研究的热点，本文即以卟啉类化合物为光敏体，通过引入不同性质的连接基团，设计合成了氨基酸系列模型化合物，为进一步实现对光合作用PSII的模拟奠定了理论基础。 本文采用Adler法合成了一系列含有羟基活性基团的苯基和萘基卟啉化合物(2)；采用直接硝化法合成含硝基活性基团的苯基和萘基卟啉化合物，进而以氯化亚锡还原得到氨基卟啉化合物(2)。以上化合物均通过红外分析、核磁共振和质谱进行结构表征。 采用Fmoc保护氨基酸，氯化亚砜对被保护的氨基酸中羧基进行活化，将氨基酸基团引入卟啉体系，设计合成了14种新型卟啉-氨基酸二元化合物，分别为以酯键相连的卟啉-氨基酸化合物(9)：以酰氨键相连的卟啉-氨基酸化合物(5)；并以10为例进行了脱Fmoc保护基团的初步尝试，合成化合物15。采用红外，核磁，质谱等分析手段对合成化合物进行结构表征确定。对合成化合物进行了稳态光谱性能测试，为进一步建立含有氨基酸基团的卟啉-联吡啶锰络合物的模型化合物奠定了基础。另外，在合成以酯键相连的卟啉-氨基酸化合物时，得到了含有两个氨基酸链节的化合物6，7，8，9，对其反应机理进行了探讨研究。

目录

文摘

英文文摘

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第一章前言

第二章文献综述

2.1光合作用简介

2.1.1光反应过程中电子、质子的传递

2.1.2光系统Ⅱ

2.2 PS Ⅱ模型化合物的研究进展

2.2.1对PS Ⅱ电子受体方的模拟

2.2.2对PS Ⅱ电子给体方的模拟

2.3卟啉化学简介

2.3.1卟啉化合物

2.3.2卟啉化合物的合成

2.3.3卟啉化合物的应用

2.4论文的研究意义、设计思路及研究内容

2.4.1论文的研究意义

2.4.2论文的设计思路及研究内容

第三章实验部分

3.1主要原料、试剂和实验仪器

3.1.1主要原料和试剂

3.1.2实验仪器

3.2卟啉-氨基酸模型化合物的合成

3.2.1不对称卟啉化合物的合成

3.2.2 Fmoc-保护氨基酸的制备

3.2.3以酯键相连的卟啉-氨基酸化合物的合成

3.2.4以酰胺键相连的卟啉-氨基酸化合物的合成

3.2.5卟啉-氨基酸化合物脱Fmoc-保护基团

第四章结果与讨论

4.1卟啉-氨基酸化合物的合成及结构表征

4.1.1不对称卟啉的合成及结构表征

4.1.2以酯键相连的卟啉-氨基酸化合物的合成与表征

4.1.3以酰胺键相连的卟啉-氨基酸化合物的合成与表征

4.2卟啉-氨基酸化合物紫外-可见光吸收光谱性能研究

第五章结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附 录

致 谢