图2 血红素B和叶绿素
1936年,Rothemund[9]小组最先成功合成了四苯基卟啉(TPP)(图3)。他们以吡咯和醛类化合物为原料,以甲醇和吡啶为溶剂,在95℃左右下反应30 h,得到粗产物,再经过后续相当复杂的提纯过程得到最终的卟啉产物,但是产率也是极低的。
图3 四氨基卟啉(TPP)
1967年,Adler小组在Rothemund实验的基础上进行了很大的改进[10],他们将醛类化合物选定为苯甲醛,然后将溶剂改为丙酸,并改变实验条件,仅仅是加热回流半个小时(图4)就得到粗产物,在大大减少了工作量的同时,产率也提高了很多,可达20%左右,这在当时的实验环境中是相当不错的。
图4 Alder法合成卟啉化合物
1986年,Lindsey小组进行创新,制定了新的实验方案[11],他们在Adler小组的基础上,把溶剂改为二氯甲烷,并首次添加了催化剂BF3-乙醚,室温下在氮气氛围中进行反应,再用二氯二氰基对苯醌(DDQ)将其氧化,得到TPP (图5),他们的产率可达30%-40%,但是实验条件要求无水环境,而且试剂昂贵。文献综述
图5 Lindsey法合成卟啉化合物
1992年,学者Petit又设计了一种新的实验方法[12],即用无机酸性载体吸附吡咯和苯甲醛,利用载体的酸性催化作用在微波下合成TPP,再进行柱层析分离得到产物,虽然简便,但是产率不高,只有9。5 %。
以上是卟啉的一些发现历程。在现代,卟啉已经是众所周知的光脱敏剂,而且主要应用于抗肿瘤的光动力疗法(PDT)抗菌的光动力疗法(aPDT)。PDT是一种治疗方法,主要涉及氧气和适当波长的辐射,可用于对抗肿瘤和细菌的感染。
1。3。 论文设计的目的
在过去的数十年中,超分子聚集化学已经引起了广泛的关注。这一领域的快速发展已经促进了人们对设计分子聚集物的概念和策略的理解。更为重要的是,由小分子构件所产生的分子聚集物在有机电子、光学器件、化学和生物传感器以及催化等领域表现出巨大的优势。基于小分子的超分子聚集体是一类很重要的材料,它们由高度有序的小分子组成,其动态行为的有趣性质和功能在最近二十年得到了广泛的开发。
虽然卟啉是设计超分子聚集体的良好单体,通过不同数目卟啉分子所构建的超分子体系具有很多纳米聚集结构独特的性质。但是,对于如何实现纳米聚集结构在尺寸、形状、性质等的动态行为转变方面仍具有很大挑战。因此,我们设计、合成了了一个具有四条长烷基链的疏水卟啉分子以及它的锌卟啉配合物,并利用其π-π堆积、疏水作用等非共价作用力在溶液中自发组装形成一些超分子聚集体,并成功地通过调节不同的溶剂以及采用不同的客体分子来调控超分子聚集体的纳米尺度和组装形貌。