交叉缩合法合成ABAB型酞菁配合物及其谱学性质研究

交叉缩合法合成ABAB型酞菁配合物及其谱学性质研究

论文摘要

不等同取代酞菁的合成和性质研究,具有一定的理论意义和潜在的应用价值。不等同取代酞菁配合物在非线性光学材料、光电导器件、分子整流器、光动力治疗肿瘤、以及LB 膜等领域的潜在应用前景受到了研究者的广泛关注。 本学位论文采用1,3,3-三氯异吲哚和取代的1,3-二亚胺基异吲哚啉为原料,通过交叉缩合法合成了9种ABAB型不等同取代酞菁配合物: 1,15(or 1,18)-bis-(2’,2’,4’-trimethyl-3’-pentoxy)phthalocyanine (IV-1); 1,15(or 1,18)-bis-(2’,2’,4’-trimethyl-3’-pentoxy)phthalocyaninatocopper (IV-2); 1,15(or 1,18)-bis-(2’,2’,4’-trimethyl-3’-pentoxy)phthalocyaninatocobalt (IV-3); 1,15(or 1,18)-bis-(2’,4’-ditertbutylphenoxy)phthalocyanine (IV-4); 1,15(or 1,18)-bis-(2’,4’-ditertbutylphenoxy)phthalocyaninatocopper (IV-5); 1,15(or 1,18)-bis-(2’,4’-ditertbutylphenoxy)phthalocyaninatocobalt (IV-6); 1,4,15,18-tetraisopropyloxyphthalocyanine (IV-7); 1,4,15,18-tetraisopropyloxyphthalocyaninatocopper (IV-8); 1,4,15,18-tetraisopropyloxyphthalocyaninatocobalt (IV-9)。测试了其中一些化合物的IR、UV/Vis、固体漫反射UV/Vis、荧光、MS、1HNMR谱以及EA。 在UV/Vis 光谱研究中,在将(IV-1)与相应的四烷氧基取代无金属酞菁(V)相比较的基础上,探讨了UV-Vis 光谱中的Q 带波长及其分裂程度与取代基的数目以及溶剂极性的关系。通过细致分析,发现在不同溶剂中,酞菁浓度对电子吸收光谱的影响较小,范围只有12nm 左右。与四取代无金属酞菁化合物V 的紫外可见吸收光谱相比,二取代无金属酞菁(IV-1)的B 带红移14nm 左右,Q 带蓝移1420nm 左右。另外,发现随着溶剂极性增大,Q1、Q2吸收峰的波长红移值不相等,即随着溶剂极性的增强,Q 带的分裂变小。 核磁共振的结果与酞菁的大环屏蔽作用一致,即酞菁中心的H 处于屏蔽区;环外H 处于去屏蔽区,而且α-H 与β-H 上受到的屏蔽作用也不相同。 另外,本文还尝试了用具有位阻效应的3,6-二异丁氧基邻苯二甲腈与邻苯二甲腈通过统计缩合的方法合成酞菁。通过质谱表征,发现由于位阻效应的影响,酞菁异构体的分布与理论的统计分布相差很大。从产物中AB3 型酞菁的存在,推测A2B2型产物中应含有AABB 型酞菁,这个结果与文献中同样具有位阻效应的3,6-二苯基邻苯二甲腈的统计缩合结果不同。

论文目录

  • 目录
  • 论文中化合物的名称与代号
  • 摘要
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 前言
  • 1.2 等同取代酞菁的合成方法
  • 1.2.1 醇锂法
  • 1.2.2 DBU 液相催化法
  • 1.2.3 钼酸铵催化法
  • 1.3 不等同取代酞菁的合成方法
  • 1.3.1 统计缩合法制备不等同取代酞菁化合物
  • 1.3.2 聚合物载体法制备不等同取代酞菁化合物
  • 1.3.3 交叉缩合法制备不等同取代酞菁化合物
  • 1.3.4 亚酞菁法制备不等同取代酞菁化合物
  • 1.3.5 半酞菁法制备不等同取代酞菁化合物
  • 1.4 不等同取代酞菁的应用基础研究
  • 1.4.1 在二阶非线性光学方面的应用
  • 1.4.2 在光致电荷转移方面的应用
  • 1.4.3 酞菁分子整流器
  • 1.4.4 在光动力学疗法中的应用
  • 1.4.5 其它方面的研究工作
  • 第二章 ABAB 型非等同取代酞菁的合成
  • 2.1 实验试剂
  • 2.2 主要实验仪器
  • 2.3 化合物制备
  • 2.3.1 原料准备
  • 2.3.2 酞菁前驱体的合成
  • 2.3.2.1 3-烷氧基取代邻苯二甲腈的合成
  • 2.3.2.2 3,6-二烷氧基邻苯二甲腈的合成
  • 2.3.2.3 4-烷氧或苯氧基取代-1,3-二亚胺基异吲哚的合成
  • 2.3.2.4 4,7-二异丙氧基取代-1,3-二亚胺基异吲哚(II-3)的合成
  • 2.3.2.5 1,3,3-三氯异吲哚(III)的合成
  • 2.3.3 ABAB型α位取代酞菁配合物的合成
  • 2.3.3.1 前言
  • 2.3.3.2 交叉缩合法合成ABAB型酞菁化合物
  • 2.3.4 位阻法合成不等同取代酞菁的尝试
  • 2.3.4.1 前言
  • 2.3.4.2 实验部分
  • 2.4 讨论
  • 2.4.1 本文所合成不等同取代酞菁结构的讨论
  • 2.4.2 对酞菁IV-1结构的一些讨论
  • 2.4.3 本论文所采用的交叉缩合法合成酞菁的可能机理
  • 第三章 谱学性质研究
  • 3.1 红外光谱的研究
  • 3.2 溶液中等同取代与不等同取代酞菁电子吸收光谱的研究
  • 3.2.1 酞菁的浓度对电子吸收光谱的影响
  • 3.2.2 溶剂介电常数与酞菁Q带分裂的关系
  • 3.2.3 取代基数对酞菁电子吸收光谱的影响
  • 3.2.4 其他因素对酞菁电子吸收光谱的影响
  • 3.2.5 无金属酞菁四个 Q 带吸收强度的关系
  • 3.3 固体漫反射光谱研究
  • 3.4 荧光光谱的研究
  • H NMR 谱研究'>3.5 1H NMR 谱研究
  • 第四章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录 1 谱学谱图
  • 附录 2 晶体结构数据
  • 附录 3 个人简历和在读期间发表的论文
  • 相关论文文献

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