均三嗪橋聯(lián)卟啉-噁二唑-甘氨酸的合成及自組裝研究.pdf

1、光合作用是自然界太陽能利用效率最高的過程,而光合反應中心一直是人工模擬光合作用研究的重點。光合反應中心是由多個具有18個π電子共軛大環(huán)結構的卟啉類似化合物——色素分子通過自組裝形成的聚集體,它們的數(shù)量和排布經(jīng)過優(yōu)化,具有合適距離和相對取向。因此,卟啉化合物的自組裝研究一直是一個前沿熱點。卟啉化合物經(jīng)自組裝過程后,很多能夠達到納米尺寸。因此,將卟啉本身性質(zhì)和納米材料性質(zhì)結合的卟啉化合物納米材料預期能夠展現(xiàn)出優(yōu)于傳統(tǒng)卟啉材料的物理化學性質(zhì),

2、并應用到分子傳感器、分子開關、分子存儲器件等領域。
　　本文在均三嗪橋聯(lián)卟啉—噁二唑二元化合物的基礎上,向均三嗪第三個氯基團上引入具有生物性的氨基酸,優(yōu)化了以均三嗪為橋基的卟啉—噁二唑—甘氨酸的合成路線。利用MALDI-TOF質(zhì)譜和核磁共振氫譜確認了結構。
　　分析了卟啉—噁二唑二元化合物ATPP-OXA的光物理行為。紫外可見光譜表明基態(tài)下,卟啉基團和噁二唑基團之間不存在明顯的相互作用。綜合穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)熒光光譜以及循環(huán)伏安數(shù)據(jù)

3、表明,在420nm處激發(fā)卟啉基團時,卟啉基團向噁二唑基團的電子傳遞幾乎可以忽略;在315nm處激發(fā)噁二唑基團時,存在噁二唑激發(fā)態(tài)向卟啉基態(tài)的能量傳遞,伴隨著卟啉基團向噁二唑基團的電子傳遞。
　　通過與ATPP-OXA及ATPP-OXA-GME光物理行為的比較,發(fā)現(xiàn)ATPP-OXA-G的羧基起著重要的作用:(1)對于化合物的基態(tài)性質(zhì)有影響(2)使得化合物中卟啉基團更傾向ATPP而不是DATPP,對于橋基與卟啉之間的作用有明顯影響(3

4、)羧基基團不僅能增強卟啉基團HOMO能級向噁二唑HOMO能級的電子傳遞,同時能誘導LUMO能級間的電子傳遞作用,這有利于電荷分離態(tài)的產(chǎn)生。
　　在溶液中,采用操作簡單易行的表面活性劑輔助法,選用十六烷基三甲基溴化銨CTAB為輔助試劑,使得對稱性較低的ATPP-OXA-G自組裝成為直徑小于200nm的納米微球。光譜數(shù)據(jù)表明該化合物自組裝后較自組裝前有明顯的紅移效應和減色效應。自組裝過程使得ATPP-OXA-G的熒光壽命急劇衰減。討論