[发明专利]一种meso位对叔丁基苯基双菲环共轭杂环卟啉衍生物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种meso位对叔丁基苯基双菲环共轭杂环卟啉衍生 物及其制备方法。

背景技术

卟啉类化合物具有良好的光和热稳定性及许多独特的光电性质，在可见光区域内有较大的 摩尔吸光系数，因而在生物医学、分析化学、环境科学、光催化和材料科学等领域已得到了广 泛的关注和应用。近年来，利用卟啉分子独特的电子结构和光电性能，设计和合成光电功能材 料及光电器件的研制已成为国内外十分活跃的研究领域，例如在模拟生物光合作用中心的光致 电荷和能量转移方面，卟啉分子作为模型化合物中的光吸收单元，可以实现光诱导电荷分离； 此外，卟啉化合物在有机场效应电子管(OFETs)、光-能转换器、分子天线、光电转换材料、分 子开关、分子导线、有机太阳能电池、有机电致发光、光存储、分子识别及生物医药等方面有 着广泛的应用前景。

卟啉中心四个氮原子中的一个或几个被其他原子(如O、S、Se、Te等)取代，称为中心 修饰的卟啉、杂环卟啉或代卟啉。例如中心-四苯基卟啉中两个氮原子被两个硫原子取代后就 成为中位-四苯基二硫代卟啉(S₂TPP)。一般的卟啉在400nm左右有很强的Soret谱带吸收及 在500-800nm有四个较弱的Q谱带吸收。因此卟啉分子的强吸收Soret谱带很少有超过500nm 的。但是无论是应用在光动力治疗和近红外传感器，还是应用在非金属电子导体、催化和太阳 能转换材料等领域，都需要作为光敏剂的卟啉化合物在波长较长的可见光波段(500nm以上) 具有强吸收。用氧族原子取代中心氮原子，可以使卟啉的电子吸收光谱红移，例如S₂TPP的 最大吸收(435nm)比中心没有修饰的中位-四苯基卟啉TPP(419nm)红移了16nm。另外， 在卟啉吡咯环β位引入共轭芳环基团(如菲环)，扩大其共轭体系，也能有效使卟啉电子吸收 光谱产生明显红移；但此类卟啉分子具有较好的平面性，导致其溶解性能较差，给分离提纯造 成了极大的困难。通常β位菲环共轭杂环卟啉合成步骤多、难度大、分离比较困难，因此对此 类化合物合成研究较少。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种meso位对叔丁基苯基 双菲环共轭杂环卟啉衍生物。本发明的另一目的是提供一种上述meso位对叔丁基苯基双菲环 共轭杂环卟啉衍生物制备方法。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

meso位对叔丁基苯基双菲环共轭杂环卟啉衍生物，其结构通式如下：

式中，R为Se、S、O等。

一种制备上述meso位对叔丁基苯基双菲环共轭杂环卟啉衍生物的方法，步骤如下：

(1)在反应容器中加入菲环共轭吡咯、2，5-二羟基衍生物，在-50℃、氩气保护及避光 条件下加入适量三氟化硼催化剂，然后升至室温反应12-24小时，再加DDQ氧化。

(2)减压蒸馏除去有机溶剂及易挥发组分，残余物经硅胶柱层析分离，再经CHCl₃-CH₃OH 重结晶，得到纯的化合物。具体化学反应式如下：

上述步骤(1)中，2，5-二羟基衍生物与菲环共轭吡咯衍生物摩尔比为1∶1；

上述步骤(1)中，所述催化剂为三氟化硼乙醚；

上述步骤(1)中，反应条件为：无氧及避光条件，并先低温后在室温条件下反应；

上述步骤(1)中，反应条件为：氧化剂为DDQ；

上述步骤(2)中，洗脱剂为三氯甲烷-石油醚(60-90)、氯仿；

上述步骤(2)中，采用扩散法重结晶；

本发明的有益效果

与现有技术相比，本发明的meso位对叔丁基苯基双菲环共轭杂环卟啉衍生物制备方法具 有的优点有：(1)本方法通过在苯环上引叔丁基，显著提高了该类杂环卟啉在有机溶剂的溶解 性；(2)用氧族元素取代卟啉中心氮原子及在两个吡咯环上引入菲环基团，使得强吸收的Soret 谱带红移至500nm以上，并可通过改变不同氧族原子调整其吸收波长；(3)反应选择性好、 产率高；还具有操作简便经济、污染少等优点；(4)制备的meso位对叔丁基苯基双菲环共轭 杂环卟啉衍生物在长波长光敏剂方面有着潜在的应用前景。

附图说明