系列对羟基苯基金属卟啉配合物的合成、表征、自组装及光谱性质研究

论文摘要

本文主要合成了meso-四（对-羟基苯基）卟啉（H2THPP）及其系列金属卟啉，并对锰卟啉进行自组装得到了两种不同晶体结构，并探讨了系列金属卟啉配合物轴向配位作用对光谱性质的影响，为金属卟啉配合物的功能化设计合成提供了一些新的方法和思路。其次介绍了用简单的现场氧化还原方法合成了苯甲酸桥联的铁和铜的簇合物。本文共分4章。第1章介绍了本研究的背景，重点介绍金属卟啉配合物的研究现状，总结了合成、应用、催化及自组装方面的研究概况，同时对论文选题意义做了概述。第2章研究了H2THPP及系列金属配合物的合成，并通过元素分析、红外、紫外可见光谱等进行了表征。通过对锰卟啉的自组装，我们得到了两种不同的卟啉晶体结构并通过X-射线单晶衍射和原子力显微镜对其晶体结构和表面形貌进行了表征。其中一种呈典型的层状堆积结构，而另一种则是第一次通过非手性的金属卟啉MnTHPPCl自身轴向配位得到的一维螺旋链状结构，也从实验角度成功证实了S.Y.Ma关于质子化了的卟啉可以聚集成具有DNA右手螺旋形化合物的量子计算结果。AFM照片也表明了其在微观结构和宏观形貌上的一致性。第3章我们以Co、Cd、Sn的金属卟啉为例，初步研究了金属卟啉与六次甲基四胺（Hmt）和组氨酸（His）的轴向配位作用，并利用紫外可见分光光度计和荧光光谱仪研究了其轴配反应前后吸收光谱和光致发光光谱的变化，为进一步研究其荧光特性尤其是配位作用和超分子作用对金属卟啉荧光的影响奠定了实验基础。扫描电镜（SEM）照片也显示出在轴向配位前后其表面形貌发生了明显的变化。第4章我们采用简单的现场氧化还原反应，用过氧化苯甲酰直接氧化金属粉末合成了苯甲酸桥联的三核铁和两核铜的簇合物，具有合成和分离操作简便的特点，并通过元素分析、紫外、红外及X-射线单晶衍射等手段对配合物进行了表征。X-射线单晶衍射结果表明三核铁的配合物为非对称结构，沿晶体a轴方向上簇之间通过氢键作用形成了一维“之”字链，具有良好的磁性，而两核铜的配合物为对称结构，且铜簇之间没有氢键作用。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 1.1 金属卟啉化合物简介
• 1.2 卟啉化合物的应用研究进展
• 1.3 卟啉化合物的催化研究进展
• 1.4 卟啉化合物的超分子自组装研究进展
• 1.5 卟啉化合物的合成研究进展
• 1.6 本论文选题意义
• 参考文献
• 第2章 系列meso-四（对-羟基苯基）金属卟啉配合物的合成、表征及自组装研究
• 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 系列羟基苯基金属卟啉配合物的合成
• 2.2.4 meso-四（对-羟基苯基）卟啉锰配合物的自组装
• 2.2.4.1 晶体MnTHPPCl的制备
• 2O的制备'>2.2.4.2 晶体MnTHPPH₂O的制备
• 2.2.5 meso-四（对-羟基苯基）卟啉锰配合物的催化性质
• 2.2.6 配合物的表征
• 2.2.6.1 元素分析
• 2.2.6.2 光谱性质表征
• 2.2.6.3 晶体结构表征
• 2.2.6.4 晶体表面形貌表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 配合物的紫外可见吸收光谱表征
• 2.3.2 配合物的红外光谱表征
• 2.3.3 配合物的晶体结构
• 2.3.3.1 MnTHPPCl的晶体结构
• 2O的晶体结构'>2.3.3.2 MnTHPPH₂O的晶体结构
• 2.3.4 配合物的表面形貌
• 2O的圆二色光谱'>2.3.5 配合物MnTHPPH₂O的圆二色光谱
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第3章 系列meso-四（对-羟基苯基）金属卟啉轴向配位反应的光谱性质研究
• 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 系列对羟苯基金属卟啉配合物的轴向配位反应
• 3.2.3.1 与六次甲基四胺（Hmt）的轴向配位
• 3.2.3.2 与组氨酸（His）的轴向配位
• 3.2.4 光谱表征
• 3.2.5 表面形貌表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 轴配反应的紫外可见吸收光谱研究
• 3.3.2 轴配反应的荧光光谱研究
• 3.3.3 轴配反应SEM表征
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第4章 多核金属配合物的合成、表征及性质
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 配合物的合成
• 3（μ₃-O）（μ-O₂CC₆H₅）₆（C₆H₅COOH）（H₂O）₂]（1）的合成'>4.2.3.1 配合物[Fe₃（μ₃-O）（μ-O₂CC₆H₅）₆（C₆H₅COOH）（H₂O）₂]（1）的合成
• 2（μ-O₂CC₆H₅）₄（C₆H₅COOH）₂]（2）的合成'>4.2.3.2 配合物[Cu₂（μ-O₂CC₆H₅）₄（C₆H₅COOH）₂]（2）的合成
• 4.2.4 配合物的表征
• 4.2.4.1 元素分析
• 4.2.4.2 光谱性质表征
• 4.2.4.3 晶体结构表征
• 4.2.4.4 配合物（1）的磁性表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 配合物的紫外可见吸收光谱表征
• 4.3.2 配合物的红外光谱表征
• 4.3.3 配合物的晶体结构
• 4.3.3.1 过氧化苯甲酰的晶体结构
• 4.3.3.2 配合物（1）的晶体结构
• 4.3.3.3 配合物（2）的晶体结构
• 4.3.4 配合物（1）的磁性研究
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 第5章 结论
• 附录:在读期间发表和已完成的论文
• 致谢