含烷氧基长链卟啉衍生物的合成、结构表征及性质研究开题报告

1. 研究目的与意义

卟啉具有独特的结构及性能，近年来在生物化学、医学、分析化学、合成化学、材料科学等领域有着广泛的应用。分子自组装是分子间通过非键合力自发组装的超分子稳定聚集体。从一般原则讲，自组装过程的关键是界面分子识别，内部驱动力包括：氢键、范德华力、疏水作用力、静电力、电子效应、官能团的立体效应和长程作用等。分子自组装由于其自发性和有序性，已经成为今年来研究的热点。自组装单层膜是指分子吸附在固体基质的表面，能组装成结构规则的几个纳米到几百个纳米厚度的有序分子薄膜。配合STM的分析测试，观察不同分子的聚集状态，寻找类似的具有导电等特殊性能的分子对于新材料的研究与贡献有着重要作用。本课题将合成一种新型的长烷氧基链二聚卟啉，使用1H-NMR、MS、元素分析及X-ray单晶衍射仪对合成的目标化合物进行表征，并使用扫描隧道显微镜研究这些化合物在固体表面吸附的自组装性质，探讨不同取代基对自组装的影响，为设计和合成新型分子膜功能材料提供理论依据及实验基础。

2. 国内外研究现状分析

卟啉类化合物最早在20世纪30年代由rothemund合成出来，他以醛类化合物和吡咯为原料，采用吡啶、甲醇为溶剂，在封口的玻璃管中加热合成出了卟啉，由此揭开了人工合成卟啉的序幕。近几十年来，随着研究工作的不断深入，adler法、lindsey法、微波合成法以及[2 2]和[3 1]法等愈加先进的合成方法相继面世，已合成出各类新型的卟啉。下面仅对以上几种较为成熟的方法进行逐一介绍。

1.adler法

1964年alder 研究了不同溶剂、金属阳离子、反应温度、时间等对吡咯与苯甲醛缩聚反应的影响，提出了合成 tpp 的反应机理。1967年adler 和他的助手采用苯甲醛和吡咯在 回流（141℃）的丙酸中反应，反应时间为30min，冷却， 过滤，滤饼分别以甲醇和热水洗涤，真空干燥，得蓝紫色四苯基卟啉晶体。此方法不必将反应器密封，产率达到 20%。用该方法合成时，反应原料除苯甲醛，还可用取代苯甲醛合成四苯基卟啉的衍生物。此法是目前应用广泛的中位取代 四苯基卟啉的合成方法，操作简单，原料浓度可较大。adler 法大大丰富了合成中位四苯基卟啉化合物的内容。

3. 研究的基本内容与计划

1. 研究内容

（1）确定长烷氧基链二聚卟啉反应的最佳实验条件；

（2）利用核磁共振和高分辨质谱、x-ray单晶衍射及元素分析仪对产物结构进行鉴定和表征，尽可能获得化合物的直观晶体结构；

4. 研究创新点

（1）确定最佳反应条件，合成长烷氧基链二聚卟啉化合物。

（2）揭示化合物性质与基团结构之间的构效关系，总结具有优良性质自组装化合物的结构特点，为该类化合物的分子设计和合成提供实验依据并为其进一步的实际应用提供理论指导。