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《华东理工大学》 2011年
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全氟烷基金属酞菁衍生物的合成及应用

邱滔  
【摘要】:酞菁化合物的合成及应用研究一直是有机化学的研究热点之一。论文设计、合成了八个全氟烷基取代金属酞菁衍生物,并对它们的光谱性能、DNA的光敏切断性能、离体细胞的光动力学损伤作用、氟碳相催化性能、光电性能及在油墨中的应用进行了研究。 全氟烷基取代金属酞菁衍生物的合成,采用全氟烷基邻苯二腈烘焙法制得四全氟丁基金属酞菁和四全氟己基金属酞菁,详细研究了其合成条件,采用了索氏萃取提纯的方法纯化目标产物。结构经红外光谱、高分辨质谱、紫外光谱得到确证。 对所合成的全氟烷基取代金属酞菁化合物的紫外—可见吸收光谱及荧光光谱进行了详细研究。全氟烷基取代金属酞菁衍生物在有机溶剂中紫外最大吸收波长在650-690nm,在全氟溶剂全氟辛烷中的紫外最大吸收波长在590-610 nm,所合成的全氟烷基取代金属酞菁化合物的最大吸收波长、最大发射波长,在极性较强的一般有机溶剂中,随溶剂极性的增加而发生蓝移;并且全氟烷基取代金属酞菁的最大吸收波长λmax比无取代金属酞菁要短,发生了蓝移。在全氟溶剂全氟辛烷中,化合物最大吸收波长蓝移值变大,另外,全氟己基金属酞菁化合物在全氟辛烷溶剂中的紫外最大吸收波长比全氟丁基金属酞菁化合物的蓝移更多,达15-30 nm;然而,化合物最大荧光发射波长却发生红移,全氟己基金属酞菁化合物在全氟辛烷中的荧光最大发射波长比全氟丁基金属酞菁化合物的红移得多,达15 nm。在全氟辛烷中,全氟烷基金属酞菁化合物溶质分子被全氟辛烷溶剂分子包围,形成氟碳溶剂笼,氟碳溶剂笼和它的诱导滞后效应影响着全氟烷基金属酞菁化合物溶质分子基态和激发态的构象及能量变化,进一步显示出独特的光谱变化。首次提出氟碳溶剂笼概念,简单、清晰地解释了化合物在全氟辛烷中的吸收光谱和荧光光谱的独特变化。 对合成的全氟烷基取代金属酞菁化合物的DNA光敏切断性能的测试发现,锌酞菁衍生物对DNA具有一定的光切断效果,而钴、铜、铁酞菁衍生物对DNA的光切断效果不明显,光切断性能与该类化合物的荧光量子产率(Φ)相平行。 以HL-60人急性早幼粒白血病细胞、A375人体黑色素癌细胞作为靶细胞,以四全氟烷基取代锌酞菁为代表化合物进行了光动力细胞体外毒性实验,实验发现全氟烷基金属酞菁衍生物3b对HL-60人急性早幼粒白血病细胞具有明显的光毒性,浓度100μg/mL的效果是其中最好的,光照后24小时,细胞的存活率只有50.4%。 建立了氟碳相反应体系,以合成的全氟烷基取代金属酞菁化合物作为催化剂,研究了乙苯氧化反应、苯甲醇氧化反应和吡啶氯化反应。以四全氟己基钴酞菁为催化剂,乙苯的转化率为34.6%,苯乙酮的选择性为85.4%,苯乙醇的选择性为14.6%;以四全氟丁基铁酞菁为催化剂,苯甲醇转化率为6.3%,苯甲醛的选择性为100%。 另外,考察了合成的全氟烷基取代金属钴和铜酞菁化合物,作为染料敏化太阳能电池的敏化染料,测定其光电性能。还对全氟烷基取代金属铜酞菁化合物在油墨中的着色力和色光进行了测试。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ617

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