系列酰胺基苯基卟啉液晶及其金属配合物的合成与性质研究

论文摘要

本论文中合成了6种不同链长的酰胺基苯基卟啉（分别为5,10,15,20—四对辛酰胺基苯基卟啉、5,10,15,20—四对癸酰胺基苯基卟啉、5,10,15,20—四对十二酰胺基苯基卟啉、5,10,15,20—四对十四酰胺基苯基卟啉、5,10,15,20—四对十六酰胺基苯基卟啉和5,10,15,20—四对十八酰胺基苯基卟啉）及其16种过渡金属配合物。通过元素分析、紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振氢谱、质谱等对所合成的化合物进行了表征;并通过循环伏安、发光光谱、激光拉曼光谱和表面光电压谱对卟啉配体及其金属配合物的氧化还原性质、振动形态、光化学性质以及半导体性质进行了系统的研究。本论文通过DSC、偏光显微镜、X-射线衍射对化合物进行了液晶性质的研究,分析了链长及金属配位对液晶性质的影响。研究表明,只有侧链较长的卟啉配体具有液晶性质,其相变温度较高,相变区间较宽;而侧链较短的卟啉配体及所有的金属卟啉配合物无液晶性质。酰胺基苯基卟啉的合成及液晶性质研究少见文献报道,本论文为卟啉的实际应用提供了较为有用的理论参考。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 卟啉及金属卟啉的研究进展
• 1.1.1 卟啉的命名和结构特点
• 1.1.2 卟啉及金属卟啉的应用
• 1.1.2.1 在医学上的应用
• 1.1.2.2 在生物化学上的应用
• 1.1.2.3 在分析化学上的应用
• 1.1.2.4 在能源方面的应用
• 1.1.2.5 在地球化学中的应用
• 1.1.2.6 在材料化学中的应用
• 1.2 卟啉及金属卟啉的合成
• 1.2.1 卟啉的合成
• 1.2.1.1 Adler-Longo 法
• 1.2.1.2 Lindsey 法
• 1.2.1.3 由2-取代吡咯合成卟啉
• 1.2.1.4 [2+2]合成
• 1.2.1.5 [3+1]合成
• 1.2.1.6 由线性四吡咯合成卟啉
• 1.2.1.7 微波激励法
• 1.2.2 金属卟啉的合成
• 1.2.2.1 Alder 合成法
• 1.2.2.2 一步法
• 1.2.2.3 质解法
• 1.2.2.4 配体交换法
• 1.3 卟啉及金属卟啉的表征和性质研究
• 1.3.1 电子光谱
• 1.3.2 红外光谱和拉曼光谱
• 1.3.3 核磁共振谱
• 1.3.4 质谱及元素分析
• 1.3.5 荧光光谱
• 1.3.6 表面光电压谱
• 1.3.7 电化学性质
• 1.4 液晶与卟啉液晶
• 1.4.1 液晶的性质
• 1.4.2 液晶的分类
• 1.4.3 盘状液晶
• 1.4.4 卟啉液晶
• 1.4.4.1 吡咯取代型
• 1.4.4.2 meso 位取代型
• 1.5 本论文的选题思想
• 1.6 论文的内容安排
• 第二章 系列酰胺基苯基卟啉配体的合成与表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 仪器及测试条件
• 2.2 酰胺基苯基卟啉配体的合成
• 2.2.1 合成路线
• 2.2.2 5,10,15,20-四（对-硝基）苯基卟啉（TNPP）的合成
• 2.2.3 5,10,15,20-四（对-氨基）苯基卟啉（TAPP）的合成
• 2.2.4 酰氯的合成
• 2.2.5 系列酰胺基苯基卟啉的合成
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 合成方法
• 2.3.1.1 TNPP 合成方法的改进
• 2.3.1.2 TAPP 合成方法的改进
• 2.3.1.3 酰胺基苯基卟啉的合成
• 2.3.2 酰胺基苯基卟啉的表征
• 2.3.2.1 元素分析和质谱
• 2.3.2.2 核磁共振氢谱
• 2.3.2.3 紫外-可见吸收光谱
• 2.3.2.4 红外光谱
• 2.4 小结
• 第三章 系列酰胺基苯基卟啉过渡金属配合物的合成及表征
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 仪器及测试条件
• 3.3 酰胺基苯基卟啉过渡金属配合物的合成
• 3.3.1 合成路线
• 3.3.2 系列酰胺基苯基卟啉过渡金属配合物的合成
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 合成方法
• 3.4.2 酰胺基苯基卟啉过渡金属配合物的表征
• 3.4.2.1 元素分析和质谱
• 3.4.2.2 核磁共振氢谱
• 3.4.2.3 紫外-可见吸收光谱
• 3.4.2.4 红外光谱
• 3.5 小结
• 第四章 系列胺基苯基卟啉配体及其金属配合物的性质研究
• 4.1 电化学性质
• 4.1.1 前言
• 4.1.2 实验仪器及测试条件
• 4.1.3 结果与讨论
• 4.1.3.1 卟啉配体的氧化还原性质
• 4.1.3.2 过渡金属卟啉的氧化还原性质
• 4.2 发光光谱
• 4.2.1 前言
• 4.2.2 实验仪器及测试条件
• 4.2.3 荧光量子产率的计算方法
• 4.2.4 结果与讨论
• 4.2.4.1 激发光谱
• 4.2.4.2 发射光谱
• 4.3 激光拉曼光谱
• 4.3.1 前言
• 4.3.2 实验仪器及测试条件
• 4.3.3 结果与讨论
• 4.4 表面光电压
• 4.4.1 前言
• 4.4.2 实验仪器及测试条件
• 4.4.3 结果与讨论
• 4.5 热分析
• 4.5.1 前言
• 4.5.2 实验仪器及测试条件
• 4.5.3 结果与讨论
• 4.6 本章小结
• 第五章 系列酰胺基苯基卟啉的液晶性质研究
• 5.1 前言
• 5.2 差示扫描量热法DSC
• 5.3 偏光显微镜
• 5.4 X-ray 衍射
• 5.5 本章小结
• 参考文献
• 攻读博士学位期间已发表和待发表文章
• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT