含咪唑尾式卟啉及其铜卟啉的设计合成、表征和性能研究

论文摘要

卟啉类化合物广泛的存在于生物体中,由于其独特的结构和良好的光敏性能,引起了广泛的关注。用卟啉类化合物作为光敏剂,不仅可以敏化或修饰半导体材料,制备优良的复合光催化材料,还可以在医学方面,用来诊断或治疗癌症。基于以上背景,本文采用对简单卟啉进行修饰的方法,合成了六种含有咪唑功能基团的自由卟啉（4a-4c、5a-5c）和三个金属铜卟啉（6a-6c）,采用元素分析、红外光谱、紫外-可见光谱、质谱、’H核磁等手段对所制备的含尾式咪唑卟啉化合物进行了测试和表征。制备了三种铜卟啉-Ti02复合光催化剂（6a-TiO2、6b-TiO2、6c-TiO2）,对其进行了扫描电镜、高分辨透射电镜、EDS谱、紫外-可见漫反射光谱、红外光谱、X射线粉末衍射等分析与表征,测试了复合催化剂在不同条件下对4-硝基苯酚（4-NP）水溶液的光催化降解效果,实验结果表明：卟啉-Ti02复合光催化剂在紫外光和紫外-可见光照射下可以有效的降解4-NP,并且光催化降解效果随着卟啉外围取代基链长的增加稍有减弱；当可见光照射时,在合适浓度的双氧水存在下,卟啉-Ti02复合光催化剂可以高效的降解4-NP,并且证实在该过程中主要靠羟基自由基（·OH）来氧化降解4-NP。测试了自由卟啉（4a-4c、5a-5c）在体外对皮肤鳞癌细胞（A431细胞）的抗癌性能以及单线态氧的产生能力,实验结果表明：这些光敏剂在黑暗条件下,对A431细胞有较高的毒性,而对正常细胞的毒性很小,当在光照的条件下,抗癌活性得到进一步提高,并且抗癌活性与产生单线态氧的能力相一致,均随着外围取代基链长的增加而提高；当卟啉浓度增大,光照时间的延长,抗癌活性也随之提高。最后,我们测试了自由卟啉（5a-5c）和三个金属铜卟啉（6a-6c）对Li/SOCl2电池的催化性能,结果表明：上述的几种卟啉化合物对Li/SOCl2电池的放电时间均有不同程度的延长,电池容量有较大幅度的提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 卟啉的合成及其研究进展
• 1.1 引言
• 1.2 卟啉化合物的合成进展
• 1.2.1 meso-卟啉化合物的合成
• 1.2.2 meso-卟啉化合物的结构修饰
• 2的研究进展'>1.3 卟啉修饰半导体材料TiO₂的研究进展
• 2光催化简介'>1.3.1 TiO₂光催化简介
• 2光电池的研究进展'>1.3.2 卟啉敏化TiO₂光电池的研究进展
• 2光催化降解有机污染物研究进展'>1.3.3 卟啉修饰TiO₂光催化降解有机污染物研究进展
• 1.4 卟啉抗癌活性研究进展
• 1.4.1 光动力疗法简介
• 1.4.2 光动力疗法原理
• 1.4.3 光敏剂研究进展
• 1.5 卟啉在其他方面的研究进展
• 1.6 本论文选题目的及意义
• 参考文献
• 第二章 含咪唑尾式卟啉及其铜卟啉的合成与表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 含咪唑尾式卟啉的合成
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 合成过程分析
• 2.3.2 质谱分析
• 2.3.3 紫外-可见光谱
• 2.3.4 红外光谱
• 2.3.5 1 H-NMR谱
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 铜卟啉修饰二氧化钛光催化剂的制备及光催化性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 光催化降解仪器装置
• 2复合光催化剂和4-硝基苯酚（4-NP）降解液的制备'>3.2.4 卟啉-TiO₂复合光催化剂和4-硝基苯酚（4-NP）降解液的制备
• 3.2.5 光催化降解实验
• 3.3 结果与讨论
• 2复合光催化剂的（SEM、HR-TEM）及EDS谱图'>3.3.1 铜卟啉-TiO₂复合光催化剂的（SEM、HR-TEM）及EDS谱图
• 2复合光催化剂的紫外-可见漫反射光谱'>3.3.2 铜卟啉-TiO₂复合光催化剂的紫外-可见漫反射光谱
• 2复合光催化剂FT-IR光谱'>3.3.3 铜卟啉-TiO₂复合光催化剂FT-IR光谱
• 2复合光催化剂XRD分析'>3.3.4 铜卟啉-TiO₂复合光催化剂XRD分析
• 3.3.5 光催化实验结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 含咪唑尾式卟啉对A431细胞的抗癌活性研究
• 4.1 前言
• 4.2 MTT比色法简介
• 4.3 实验部分
• 4.3.1 实验试剂
• 4.3.2 实验仪器
• 4.4 实验设计
• 4.5 光敏剂的抗肿瘤活性测试
• 4.5.1 细胞培养与接种
• 4.5.2 UVB照射方法及能量密度的选择
• 4.6 单线态氧产生能力测定
• 4.7 实验结果与讨论
• 4.8 本章总结
• 参考文献
• 2电池催化性能研究'>第五章 含咪唑尾式卟啉及铜卟啉配合物对Li/SOCl₂电池催化性能研究
• 5.1 前言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验试剂
• 5.2.2 实验仪器
• 5.3 电池放电性能测试
• 5.3.1 电池的组装
• 5.3.2 电池放电性能测试
• 5.4 电性能测试结果与讨论
• 5.5 本章小结
• 参考文献
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 工作展望
• 攻读硕士学位期间取得科研成果
• 致谢