基于手性酞菁以及卟啉酞菁双层配合物的设计、合成及可控自组装性质的研究

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卟啉酞菁配合物以及三明治型稀土卟啉酞菁配合物作为新型的功能材料,由于具有迷人的、独特的磁性、光学、电学等物理性质,使得它们在材料科学领域具有广阔的应用前景。近年来,该类配合物的有序超分子聚集体和纳米尺度组装研究已得到了人们越来越多的关注。但是,如何通过调节分子间作用力控制有机纳米聚集体的形貌及尺寸以获得所希望得到的有机纳米结构材料,对我们来说仍然是一个挑战。本论文主要设计、合成了带有手性的具有特定结构和性质的新型酞菁以及三明治型卟啉酞菁混杂配合物,通过分子自组装将目标化合物组装成稳定的、高级有序的纳米聚集体,并讨论了分子结构对分子在聚集体中的排列方式及聚集体形貌的影响。本文的研究工作主要集中在以下几个方面:  1、混杂卟啉酞菁双层稀土金属配合物自组装性质的研究  近年来,卟啉酞菁配合物尤其是混杂卟啉酞菁双层稀土金属配合物,由于在电荷、能量转移及分子电子器件方面的潜在应用,使其作为有机功能材料的典型代表引起了研究者研究兴趣。各种非共价键是有机功能分子自组装成有序的纳米结构的主要驱动力,也是聚集体的形貌和尺寸的主要控制因素。值得指出的是,尽管分子间的弱相互作用力实用性广泛,但是了解这些弱相互作用力是如何通过协同效应有序的控制和调节有机自组装纳米结构的形貌仍然是一个巨大挑战。本文中,我们成功设计、合成了两个混杂卟啉酞菁双层铕配合物,分别是Eu(Pc)[(NHC8H17)PP](1)andEu(Pc)[(NHC8H17)4PP](2),对它们的结构以及自组装性质进行了研究,并对其自组装的机理成功进行了解释。这为开发和探索有机纳米功能材料的制备提供了一条新的参考途径。  2、Zn-O配位键对手性酞菁自组装过程形貌和手性影响的研究  酞菁及其衍生物的自组装行为和螺旋纳米结构因其在催化、药物输送、化学传感器和光电设备等方面的潜在应用,吸引了越来越多的研究兴趣。尤其是金属配位键在纳米结构的形貌、维度、手性及螺距大小的方面的影响是我们的兴趣所在。在本文中,我们描述了两种光学活性的酞菁衍生物分别是自由酞菁(S)-H2Pc(1)和(S)-ZnPc(2)的设计和合成,通过研究比较它们的自组装行为,揭示了Zn-O配位键作用对自组装纳米结构的形态和手性的影响。这一结果为以后了解手性信息在超分子水平上的传递和表达,以及通过分子设计来制备、调控有机纳米功能材料方面提供非常有用的信息。
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