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酞菁类化合物因其比较稳定的大π体系共轭分子结构,具有特殊的光热稳定性,以及一些独特的光谱和催化性能,已经被广泛应用于染料、催化剂、光存储和光疗等。近年来,酞菁类化合物作为新型功能材料分子和大分子自组装的有效单元,已经成为材料界研究的热点所在。本文中从中心金属的特征、邻接氧与取代基的位置以及混合溶剂的性质等方面归纳并丰富配位诱导产生J聚集的手段,由此为本实验室提出的“机理导向的光控聚集体系设计方法”提供了一条新的可用途径。主要内容如下:1.采用以DBU为催化剂、分子碎片为基础的“模板合成”法,以芳氧基邻苯二腈为主要分子碎片,合成并表征了含有IIA和IIB族二价金属离子的芳氧基金属酞菁,作为自组装性质的主要研究对象。2.以紫外可见吸收光谱和荧光光谱为主要研究手段,研究和讨论了中心金属特征、取代基种类与位置以及溶剂性质的组合与变化对于芳氧基酞菁自组装状态的影响。一般来说,易于产生J聚集体型的自组装的基本规则有:酞菁中心金属为具有闭壳层电子结构的二价离子(IIA和IIB族恰好满足了这一要求);酞菁环上α位的邻接氧原子配位能力远强于β位以及其他溶剂配体,优先产生配位并诱导组装;溶剂的介电常数ε较高但配位能力较低;J聚集体本身是热力学稳定的,当条件满足时,随着时间推移,溶液中的单体逐渐向J聚集体转化。3.Ca酞菁和Cd酞菁具有较强的组装能力,可以形成稳定的聚集体:苯氧基Ca酞菁是本文研究的芳氧基系列酞菁中唯一一种能在新配置的稀溶液中可以直接产生各种聚集体的酞菁;α-四苯氧基Cd酞菁会在二氯甲烷等高介电常数的溶液中直接产生肉眼可见的宏观J型聚集体;β-四苯氧基Cd酞菁则会在高介电常数的溶液中形成牢固的H型聚集体,使得光谱有较特殊改变。但是这些强聚集酞菁的单体分子本身不稳定,容易脱金属形成空心酞菁。由此可以调控芳氧基酞菁的聚集状态,使空心酞菁捕获Cd离子后聚集,然后在适当的时机解聚并脱出Cd离子,从而实现可循环的Cd离子捕获。