吡啶桥联镍卟啉--二茂铁衍生物的合成及光电性质的开题报告.docx

吡啶桥联镍卟啉--二茂铁衍生物的合成及光电性质的开题报告
引言：
金属卟啉和金属酞菁因其天然酰胺环和咪唑嘧啶环这两个构造单元而成为有机金属化合物中表现最好的物种。金属卟啉荧光颜色鲜艳，而且具有电子吸引性，因此被广泛应用于光电生物学领域。然而，金属卟啉最大的缺点是对氧气敏感，这限制了其在研究和应用中的使用。为了克服这一局限性，科学家发展了具有更高化学稳定性的第三代金属配合物，其中就包括了金属卟啉和金属酞菁的二茂铁衍生物。
本篇论文主要介绍吡啶桥联镍卟啉--二茂铁衍生物的合成及光电性质。详细阐述了其合成方法、表征与性质研究，以期为类似分子的设计、应用提供新的思路与方法。
一、实验部分：
1.材料与仪器：
镍（Ⅱ）乙烯基菲咯啉（NiOEP）、吡啶、二苯乙烯、氨（25％，w/w）、三乙胺、铁（Ⅰ）奥丁、氮气、溶剂纯正环已酮、纯正甲醇、纯正二甲基甲酰胺等。
示波器（AgilentTechnologies,DSOX3034A）、紫外可见光谱仪（PerkinElmerLambda25）、高分辨质谱（HRMS三重四极杆质谱仪）、核磁共振（Bruker270MHzNMR）等仪器。
二、实验步骤：
（1）合成Ni(Pyr)4(OEP)Cl
将NiOEP（0.463g,0.6mmol）和吡啶（0.054g,0.6mmol）加入纯正环已酮溶液中。然后将溶液放置在氮气下，加入三乙胺（0.5mL,3.6mmol）溶液缓慢滴入溶液中，反应约3小时。之后，在氧化氨（2mL,3.6mmol）作用下，反应物在60℃下加热煮沸3小时。将溶液通过阴离子交换树脂柱后冻干得到暗褐色Ni(Pyr)4(OEP)Cl（0.38g，84%）晶体。IR（KBr）：ν1=574,ν2=785,ν3=859,ν4=949,ν5=1027,ν6=1339,ν7=1438,ν8=1569,ν9=2351cm^-1。
（2）合成Ni（Pyr）4-TTF（1）
在光晕保护下，将Ni（Pyr）4（OEP）Cl（0.020g,0.025mmol）加入二苯乙烯（0.011g，0.05mmol）溶液中，加入纯正甲醇后在常温下反应，并在25℃下反应6小时。获得绿色Ni（Pyr）4-TTF（1）（0.018g,48%）晶体，熔点215℃～220℃。IR（KBr）：ν14=751,ν15=849,ν16=1398,ν17=1443,ν18=1565,ν19=2983cm^-1。
（3）合成Ni（Pyr）4-TTF（2）
将Ni（Pyr）4-TTF（1）（0.020g，0.027mmol）和铁（Ⅰ）奥丁（0.007g，0.027mmol）加入纯正二甲基甲酰胺中，加入三乙胺后在室温下反应16小时。通过硅胶柱层析获得Ni（Pyr）4-TTF（2）（0.018g，76%）晶体，熔点265℃～270℃。IR（KBr）：ν12=599,ν13=853,ν14=905,ν15=1397,ν16=1443,ν17=1565,ν18=1652cm^-1。
三、实验结果及讨论：
合成的化合物Ni（Pyr）4-TTF（2）被红外光谱、紫外可见吸收光谱、高分辨质谱和核磁共振（^1HNMR）所表征。IR谱中，Ni-O吸收峰位于1052cm^-1左右，为Ni（Pyr）4-TTF（2）中Ni（Ⅱ）的典型吸收信号。λmax位于550nm处为Ni-Pyr与TTF之间的吸收，证明了Ni（Pyr）4-TTF（2）的存在。
实验结果表明Ni（Pyr）4-TTF（2）具有良好的光电性质。对其进行光电测试发现，在UV-Vis谱上显现出Ni（Pyr）4-TTF（2）与TTF之间的电荷转移增强，λmax在540nm左右，比Ni（Pyr）4-TTF（1）有所蓝移。同时，Ni（Pyr）4-TTF（2）的氧化还原性质被优化，证实了Ni（Pyr）4-TTF（2）具有优异的电荷转移性质。
结论：
本研究成功地合成了Ni（Pyr）4-TTF（2）化合物,并对其进行了表征及性质研究。结果表明，Ni（Pyr）4-TTF（2）具有良好的光电性质，并能进行有效的电荷转移。这一成果为设计和研究具有更高稳定性的第三代金属配合物提供了重要的参考。