β-位取代卟啉镍衍生物的合成及其物性研究

有机化学 ›› 2011, Vol. 31 ›› Issue (03): 356-361. 上一篇下一篇

研究论文

β-位取代卟啉镍衍生物的合成及其物性研究

万中全¹，贾春阳*^,1，张家强¹，李孜¹，王志红¹，张关心²

(¹电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室微电子与固体电子学院成都 610054)
(²中国科学院化学研究所北京 100190)

收稿日期:2010-07-10 修回日期:2010-11-05 发布日期:2010-11-18
通讯作者: 贾春阳 E-mail:cyjia@uestc.edu.cn

Synthesis and Physical Properties of β-Substituted Porphyrin Nickel(II) Derivatives

Wan Zhongquan¹ Jia Chunyang*^,1 Zhang Jiaqiang1 Li Zi¹ Wang Zhihong¹ Zhang Guanxin²

(¹State Key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices, School of Microelectronics and Solid-State Electronics, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054)
(²Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190)

Received:2010-07-10 Revised:2010-11-05 Published:2010-11-18

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摘要/Abstract

合成了5,10,15,20-四(对癸烷氧苯基)-β-硝基卟啉镍(1)以及5,10,15,20-四(对癸烷氧苯基)-6 -硝基喹喔啉[2,3-b ]卟啉镍(2), 并通过核磁共振氢谱、红外光谱、质谱、元素分析等分析方法表征了它们的结构. 由于β-位的取代, 不但使化合物1和2的最大吸收较5,10,15,20-四(对癸烷氧苯基)卟啉镍(3)发生了红移, 而且化合物1和2的第一氧化电位均大于化合物3. 利用差示扫描量热法(DSC)研究了化合物1和2的液晶行为, 结果表明: 只有化合物1具有液晶性, 其液晶行为表现为升温单变液晶, 液晶相变温度始于77 ℃, 相变区间为41 ℃. 通过原子力显微镜(AFM)观察化合物1和2在硅基底上自组装薄膜的形貌, 结果表明: 化合物1的成膜性和有序性更好. 利用密度泛函理论研究化合物1和2的优化几何构型与前线轨道分布, 其结果与紫外可见光谱, DSC, AFM的结果一致.

关键词: 卟啉, 循环伏安, 液晶, 自组装, 密度泛函理论

[5,10,15,20-Tetrakis(4-decaneoxyphenyl)-β-nitro-porphyrinato]nickel(II) (1) and {5,10,15,20- tetrakis(4-decaneoxypheny1)-6 -nitroquinoxalino[2,3-b ]porphyrinato}nickel(II) (2) are synthesized and confirmed by ¹H NMR, infrared spectroscopy, mass spectrometry (MS), and elemental analysis. The first oxidation potentials of 1 and 2 are positive-shifted and the maximum absorptions of 1 and 2 are red-shifted compare with those of starting compound 3. Differential scanning calorimetry (DSC) results show that only compound 1 possesses liquid crystal property, which behaves the heating monotropic liquid crystal. The self-assembly films of the compounds on Si are studied by atomic force microscopy (AFM), the self-assembly film of 1 is better ordered compared with that of 2. These results indicate that the different physical properties of compounds 1 and 2 are mainly due to their different β-substituted groups. The observed electronic properties are explained by calculated results based on density functional theory (DFT).

Key words: porphyrin, cyclic voltammetry, liquid crystal, self-assembly, density functional theory (DFT)

引用此文

万中全, 贾春阳, 张家强, 李孜, 王志红, 张关心. β-位取代卟啉镍衍生物的合成及其物性研究[J]. 有机化学, 2011, 31(03): 356-361.

WAN Zhong-Quan, JIA Chun-Yang, ZHANG Jia-Qiang, LI Zi, WANG Zhi-Hong, ZHANG Guan-Xin. Synthesis and Physical Properties of β-Substituted Porphyrin Nickel(II) Derivatives[J]. Chin. J. Org. Chem., 2011, 31(03): 356-361.

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