基于卟啉的三维配位自组装体制备研究文献综述

 2022-08-17 09:08

卟啉超分子组装体研究文献综述

——基于卟啉的组装体的合成及应用

摘要:本文主要以卟啉的超分子组装为研究对象。具有纳米尺度的功能分子和功能材料是当今化学研究的一个热点领域,通过化学自组装手段构建具有新颖结构和功能的纳米聚集体已经受到学者们的广泛重视。因卟啉具有特有的理化性质、较低的毒性和良好的生物相溶性以及组织吸收性,国内外学者对卟啉的超分子组装进行了大量研究,并取得了一些成果。

关键词:超分子;卟啉;组装体;应用

  1. 卟啉的概念

卟啉(porphyrin)是由四个吡咯通过亚甲基相连而形成的共轭大环化合物。卟啉及其衍生物如血红素(铁卟啉)、维生素B12(钴卟啉)、叶绿素(镁卟啉)等广泛存在于生物体内与催化、氧气的输运、能量转移等重要的细胞器中。通过分子间非共价键作用自组装而成的卟啉超分子具有优异的光、电、仿生性能[1],在光学材料、化学催化、电致发光材料、分子靶向药物等不同领域均有潜在的应用前景。

  1. 卟啉超分子的组装方法

超分子[2]是由分子间的弱相互作用(氢键、配位键、静电作用、范德华力、疏水作用等)形成的分子聚集在构筑卟啉功能多聚物体系时,以卟啉为砌块,加入小分子(有机、无机分子)、大环分子(冠醚、富勒烯、环糊精等)及聚合物等,通过分子间的弱相互作用可以形成各种各样的卟啉超分子。目前最常用的有两种方法:共价键连接和自组装体。

2.1共价键构筑卟啉聚合物

2.1.1利用炔键构筑组装体

为了模仿生物体内的能量诱导系统[3]和电子转移系统,多采用炔键构筑卟啉组装体。炔键桥连的卟啉能导致强的电子偶合,通过光激发会产生大的激发能变化[4]。在利用炔键连接卟啉获取光电特性时,有四个因素至关重要:(1)共轭的构造单元有电子激发态特征;(2)富电子单元和缺电子单元的交替结构;(3)sigma;单电子消弱大环组成部有效地降低HOMO轨道能;(4)在共轭体系间有强的电子偶合[5]

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