菲并咪唑類卟啉的合成及性能.pdf

1、卟啉在400～450 nm及500～700 nm光譜范圍內(nèi)有很強(qiáng)的光吸收，吸收范圍較寬。但在450 nm～500 nm之間吸收較少，且熒光強(qiáng)度較弱。在卟啉環(huán)β位或meso位引入助色團(tuán)或發(fā)色團(tuán)，可以使其光譜吸收與熒光性能得到改善，提高對(duì)光的吸收和光量子產(chǎn)率，以期在染料敏化太陽能電池領(lǐng)域得到應(yīng)用。
　　菲并咪唑是一類熒光性強(qiáng)的化合物，熒光光譜范圍在350～600 nm之間，與卟啉的吸收光譜范圍能夠很好的匹配，使兩者容易進(jìn)行電子傳遞。本

2、論文將菲并咪唑類化合物通過席夫堿結(jié)構(gòu)引入卟啉分子，研究對(duì)稱菲并咪唑類卟啉、不對(duì)稱菲并咪唑類卟啉、以及菲并咪唑類雙核卟啉的光電性能。探索了橋連位置與卟啉光電性能的關(guān)系。
　　通過Weidenhagen原理，合成了4種菲并咪唑前驅(qū)體，即:1-(4-甲?；交?-9，10-菲并咪唑（前驅(qū)體1），1-(4-羧基苯基)-2-(4-甲?；交?-9，10-菲并咪唑（前驅(qū)體2），1-(4-羧基苯基)-2-（4-甲酰基苯基）-9，10-菲并咪唑（

3、前驅(qū)體3），和1，2-二（4-甲?；交?9，10-菲并咪唑（前驅(qū)體4）;以經(jīng)典的Adler-longo法合成硝基卟啉，經(jīng)還原，得到氨基卟啉，最后與菲并咪唑前驅(qū)體脫水縮合得到席夫堿結(jié)構(gòu)，合成目標(biāo)卟啉化合物P1，P2，P3，P4，P5及P6。通過紅外光譜，元素分析，以及核磁共振氫譜表征了前驅(qū)體及目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)。
　　將前驅(qū)體及目標(biāo)化合物分別溶于DMF溶液，分別討論了對(duì)稱菲并咪唑類卟啉、不對(duì)稱菲并咪唑類卟啉和菲并咪唑類雙核卟啉的光

4、譜吸收性能、熒光性能和電化學(xué)性能。結(jié)果表明，橋連在菲并咪唑C2位置的卟啉與橋連在菲并咪唑N1位置的卟啉相比，吸收光譜紅移程度及熒光增強(qiáng)程度較大，其中，相對(duì)于四苯基卟啉(TPP)，對(duì)稱菲并咪唑類卟啉P3紅移12 nm，熒光強(qiáng)度提高近2倍;不對(duì)稱菲并咪唑類卟啉P5紅移13nm，熒光強(qiáng)度提高近3倍;而菲并咪唑類雙核卟啉P6相對(duì)于單核卟啉P紅移4nm，熒光強(qiáng)度提高近2倍。
　　聚集性測(cè)試表明，單取代菲并咪唑的卟啉P1在溶液中容易發(fā)生聚集現(xiàn)

5、象;而雙取代菲并咪唑的卟啉，即:對(duì)稱菲并咪唑類卟啉P2和P3，不對(duì)稱菲并咪唑類卟啉P4和P5，以及菲并咪唑類雙核卟啉P6在DMF溶液中的吸光度隨濃度呈線性變化，分子間不易發(fā)生聚集。
　　通過循環(huán)伏安法的測(cè)試表明，對(duì)稱菲并咪唑類卟啉P1，卟啉P2和卟啉P3的起始氧化電位分別為0.88，0.738，和0.673 V，EHOMO值分別為-5.28 eV，-5.138 eV和-5.073eV，ELUMO值分別為-3.459 eV，-3.3

6、6 eV和-3.466 eV，橋連在菲并咪唑C2位置的卟啉P3，氧化電位較低，HOMO能級(jí)與LUMO能級(jí)差較小，電子更容易激發(fā);不對(duì)稱菲并咪唑類卟啉P4和卟啉P5，起始氧化電位分別為0.938 V和0.579 V，EHOMO值分別為-5.338 eV和-4.979 eV，ELUMO值分別為-2.785 eV和-2.802 eV，橋連在菲并咪唑C2位置的卟啉P5，氧化電位較低，HOMO能級(jí)與LUMO能級(jí)差較小，電子更容易激發(fā);菲并咪唑類雙