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酞菁及其衍生物的结构、性能和用途一直引起研究者们的极大兴趣,特别是寻找新的功能酞菁化合物更是受到广泛的关注。众所周知酞菁由于具有较高的热和化学稳定性,同时又由于其具有独特的光、电、磁和催化性能,而广泛应用于染料、颜料、化学传感器、电致变色、电池和医学等许多领域。
本文以在有机溶剂和水中溶解度好的取代酞菁为目标,设计合成了芳基取代酞菁化合物和磺化酞菁化合物,从邻苯二腈和简单易得的起始化合物邻苯二甲酸酐和氯代邻苯二甲酸、四氯邻苯二甲酸出发,主要合成三大类以铝、锌、钴、铜为中心原子的三十三种酞菁化合物,并对化合物进行了必要的表征。
本论文主要合成了以下几类化合物:
1.不同程度氯代和不同程度苯氧基取代的金属酞菁,及其磺化产品,以一取代、四取代和十六取代为主,中心原子为铝、锌和铜。
2.以钴、锌、铁为中心原子的双核酞菁。
3.以钴为中心原子的三核酞菁化合物。
对于所合成的化合物的性质进行了研究,重点是在溶解性和光谱性质两个方面。前者是为了增加其应用范围,后者对于研究酞箐的结构与性能的关系具有重要意义。所合成的苯氧基取代的金属酞菁配合物不同程度地增加了在有机溶剂,包括氯仿、二氯甲烷、乙醇等有机溶剂中的溶解性。所合成的磺化物全部易溶于水。
在不同溶剂中对苯氧基金属酞菁和磺化金属酞菁进行UV/Vis光谱分析,结果表明:与无取代的金属酞菁相比,本文所合成的取代金属酞菁配合物的Q带最大吸收波长都有较大红移;中心金属、溶剂、取代基数目以及取代基团的位置对酞菁金属配合物的Q带最大吸收波长有一定的影响,影响的程度在20nm~80nm。红移的程度的影响顺序为:十六苯氧基金属酞菁>四苯氧基金属酞菁>单苯氧基金属酞菁。
也对金属酞菁磺化物进行了漂白性能测试,四苯基取代和低氯代的化合物对于光漂白性能稍微有些改进。与预期不同的是,红移表现明显的十六苯氧基基取代的几种金属酞箐配合物和双、三核酞菁的磺化物对于光学漂白性能没有明显改进效果。而且光学漂白性能对于光照的强度与时间的依赖极大。