芳基金属酞菁的合成与表征

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本论文合成了芳基邻苯二腈类酞菁前体化合物,并采用尿素熔融法合成了芳基取代的金属酞菁,用紫外-可见光谱、核磁共振谱、质谱、红外光谱对它们进行了表征。 酞菁本身是一个具有18个π电子的大环共轭体系,在酞菁环周围上引入与酞菁环形成共轭的取代基,增大了酞菁的共轭范围,往往使酞菁化合物具有一定的结构和功能上的特性。本论文以得到纯度好的取代酞菁为目标,设计合成了芳基取代酞菁化合物,其中芳基包括苯基、联苯基等。采用邻苯二腈路线,从简单易得的起始化合物—邻苯二甲酸酐出发,经过亚胺化、硝化、氨解、还原、重氮芳基化等的步骤,制备芳基取代邻苯二菁,再经过与尿素、金属盐的熔融法,制得四芳基取代金属酞菁。芳基引入大大增加了酞菁在有机溶剂中的溶解性,从而得到了纯度较高的酞菁。 邻苯二腈类化合物是合成酞菁的重要前体,我们从邻苯二甲酸酐出发合成4-氨基邻苯二腈。利用4-氨基邻苯二腈,经重氮化后,与一系列芳烃进行重氮盐的芳基化反应,制备出了芳基取代邻苯二腈。所合成的芳基取代邻苯二腈,高温时稳定,用合成酞菁的最简便方法—尿素熔融法,即可合成相应的金属取代酞菁。 从所合成的酞菁的质谱图中看出,各个金属取代酞菁分别有与它们分子量相吻合的分子离子峰,并且纯度很好。其中两个锌酞菁的~1HNMR也证明所合成芳基金属酞菁的纯度很好。 在所合成酞菁的紫外-可见光谱图中,能看到明显的两个酞菁特征吸收带:Q带和B带。研究表明当酞菁类化合物,周边引入长链共轭体系,使酞菁的共轭增长时,在紫外-可见光谱会有不同程度的Q带红移,以及B带加宽且红移。所合成的芳基取代酞菁由于共轭体系的增长具有上述共同特征。将所合成的芳基取代酞菁与未取代的相同金属的酞菁相比,能发现明显的上述特征。进一步证实了芳基金属酞菁的特性。
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