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四芳基环丁烷连接的苝—卟啉二元体和卟啉聚集体的合成和表征

四芳基环丁烷连接的苝—卟啉二元体和卟啉聚集体的合成和表征

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作者： Dilawar Khan 北京化工大学

学位级别：硕士

卟啉由于其独特的光物理和电化学性质和卟啉分子中的空腔与不同金属离子配位会改变其原有的光物理和电化学性质而备受关注。卟啉独特的性质包含高光致发光、强光稳定性、高的荧光的量子产率和良好的吸光性。苝也用作电子受体,因为它们... 详细信息

卟啉由于其独特的光物理和电化学性质和卟啉分子中的空腔与不同金属离子配位会改变其原有的光物理和电化学性质而备受关注。卟啉独特的性质包含高光致发光、强光稳定性、高的荧光的量子产率和良好的吸光性。苝也用作电子受体,因为它们具有较低的LUMO和卟啉-苝二聚体较小的蚀变能。本论文重点研究了合成通过杂芳基乙烯和其光二聚体连接苝和卟啉发色团,以及卟啉和苯乙烯基吡啶光二聚体的自组装。新设计的苝-卟啉二聚体是由可光裂解的杂芳基乙烯的光二聚体连接的。在短波长紫外地照射下(254 nm),光二聚体将快速裂解成两个单体。这种光反应可以被设计为触发器,将二聚体裂解成独立的苝和卟啉部分。两个发色团之间的相互作用将从分子内相互作用转变为分子间相互作用,这使得被卟啉淬灭的苝的荧光得到了恢复。本研究中合成了三种二元体,分别是,(1).苝-二聚体-苝,(2).卟啉-二聚体-苝,和(3).卟啉-二聚体-卟啉二元体。使用1H NMR和13C NMR对这些化合物进行了表征。基于以上这些生色团,通过四芳基环丁烷相互连接合成了功能二元体,研究了它们的光化学性质,如紫外-可见吸收光谱和荧光。另一方面,我们还设计了基于卟啉的自组装单体和光二聚体,其中两个未报道。1,2-二(4-甲酰基)-3,4-(4-吡啶基)环丁烷和1,3-二(4-甲酰基)-2,4-(4-吡啶基)环丁烷两种异构体均在HC1溶液中,通过300 W中压汞灯的照射下合成。对于这些未报道的光二聚体,通过1H NMR,13C NMR,IR和HRMS充分表征了其结构。对溴苯乙烯基吡啶和对氯苯乙烯基吡啶的头对尾的光二聚体是在酸性水溶液中通过光化学的方法合成的。由于吡啶环在酸性水溶液中质子化,从而溶解在水中。苯环是富电子的基团,而质子化的吡啶环是缺电子的。在酸性水溶液中,两分子单体由于相互的吸引作用,以头尾相对形式靠近,然后在光照的条件下,得到了光二聚体。我们研究了光二聚体与锌卟啉是之间的配位的相互作用,如1,3-双(4-氯苯基)-2,4-双(4-吡啶基)环丁烷,1,3-双(4-溴苯基)-2,4-双(4-吡啶基)环丁烷在1H NMR光谱下研究了配位相互作用。吡啶环2,6-位的质子的化学位移从8.44 ppm迁移到4.00 ppm和4.90 ppm证实了四丁氧基苯基锌卟啉与1,3-双(4-氯苯基)-2,4-双(4-吡啶基)环丁烷之间的强配位相互作用。1,3-双(4-溴苯基)-2,4-双(4-吡啶基)环丁烷与四丁氧基苯基锌卟啉的光二聚体的作用显示了相类似的结果。

关键词：苝-卟啉二元体四芳基环丁烷四丁氧基苯基锌卟啉杂芳基乙烯光二聚反应

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