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卟啉类大环化合物由于其特殊的光、电性质,在超分子化学和分子电子学等领域的研究中占据着重要的地位,有关其合成、组装行为以及器件的研究在近十年取得了很大的进展。本论文主要研究了环[8]吡咯等扩展的卟啉化合物的合成以及紫外可见和荧光光谱、非线性光学、电化学、量子化学等性质。合成了硫酸环[8]吡咯,并对其合成路线进行了改进,提高了产率。并通过一锅法合成了盐酸环[6]吡咯、盐酸环[7]吡咯和盐酸环[8]吡咯,通过正交实验,探索了最佳合成条件,使收率分别提高到22%,9%,36%。三种环[n]吡咯为近似于平面大环结构,分子中共轭的π电子数为分别为22,26,30,环[8]吡咯的共轭体系大大高于一般卟啉类分子(π电子数为18)的电子共轭体系,这有利于提高HOMO能级。根据循环伏安图谱推断,环[8]吡咯HOMO-LUMO能级差极小,为0.8eV;根据循环伏安曲线判断,环[8]吡咯的第一氧化电位为0.3eV(vs SCE),这说明环[8]吡咯具有比有机超导体“明星”分子——ET更强的给电子能力。对三种环[n]吡咯的紫外可见吸收光谱和荧光光谱进行了研究。发现它们的紫外可见吸收光谱具有比一般卟啉化合物显著红移的Soret带和Q带吸收峰,并且具有较弱的荧光发射峰。并研究了环[8]吡咯紫外可见吸收光谱和荧光光谱的浓度效应和溶剂效应。由于环[8]吡咯具有最大的中心对称共轭性,说明其最有可能具有较高的三阶光学非线性;经Z-扫描实验测试发现环[8]吡咯分子在1064nm,碱处理的环[8]吡咯分子在532nm与1064nm具有光限幅性能。通过密度泛函方法进行理论计算,对三种环[n]吡咯进行结构全优化,得到了键长、二面键、N原子净电荷、偶极矩和前线轨道等参数。从而在理论上预测了:1)三种分子具有大环平面共轭的结构特征;2)易与金属离子络合生成金属环[n]吡咯;3)易溶于非极性有机溶剂;4)HOMO-LUMO能级差。