新型水溶性三卟啉纳米环的合成探索(2)
在过去的二十年里，分子笼状和环状卟啉引起了极大的关注，因为其在催化、人工捕光天线，分子器件和机器，和药物输送等方面有巨大的发展潜能[3]。这也引出了共价或非共价纳米笼和纳米环的合成探索和后续研究的发展。相比于非共价连接的结构，共价纳米笼和纳米环普遍存在更高的结构稳定性，这在高转换催化和医疗材料的应用中尤为重要。然而，共价纳米笼和纳米环的可控合成是一个巨大的挑战，因为在合成过程中，有可能会形成其他线性或环状低聚物。
模板导向合成是高复杂度的构建纳米结构的有效方法，之前已经有多种尺寸和形状的卟啉纳米环通过模板方法合成，在这种方法中，金属卟啉作为前体分子，通过与特选的模板的中心金属配位作用，然后相互作用，得到最终环状多卟啉结构。得到的环状多卟啉化合物可以作为主体与多吡啶分子，富勒烯等其他客体发生复杂反应，并在光感互感器方面应用。
首先用模板导向合成法合成环状卟啉低聚物的是Anderson和Sanders等人[4]，他们高效地用模板导向合成法制备了环状的多卟啉化合物，他们利用含不同数量吡啶基的化合物作为模板，采用Glaser炔基偶联的方法，分别成功地合成了环状的刚性双卟啉和环状三卟啉，合成产率相对来说较高，能达到70%左右（如图1）。尤其是用四联吡啶作为模板时，能从线状四聚体合成环状四聚体，而且产量更是可以高达90%以上[5]。文献综述
在这些学术研究的引领下，卟啉纳米环的设计和模板导向法已经引起了很多人的注意。Lindsey等科研组和Gossauer等人的科研组用相似的模板导向合成法和Sonogashira偶联合反应成功地合成了一些其他的有重要特质的固化卟啉纳米环。同时，Aida和他的科研组同事用有效的模板导向合成法合成了一系列复杂的环状卟啉二聚体，这些二聚体能够通过电子转移封装富勒烯。
图1 模板导向Glaser炔基偶联法合成卟啉环状分子
一般大环化合物的合成因为其尺寸限制，只能通过规划好的自组装来合成，而模板导向合成的应用就有效地打破了这个限制[6]。在经典的模板法中，反应物和模板分子之间的非共价键在反应物紧密结合的活性位点上保持稳定，促使我们得到想要的反应构象，从而形成一个互补的大环，在这个过程中，一个模板的大小和形状都能够影响转换的条件。因为环状多卟啉和多吡啶化合物的合成都需要一类很常用的模板，所以在使用模板合成特定的多卟啉环目标产物时，在得到一定数量卟啉单元的同时也常带着一定数量的吡啶副产物。
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