芳香偶氮類鋅酞菁的合成與性能.pdf

1、酞菁類化合物是典型的近紅外染料，在紫外光區(qū)(Soret帶)和紅外光區(qū)(680nm左右的Q帶)有強(qiáng)烈的光吸收，熱穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)可修飾性強(qiáng)。一些生色團(tuán)被引入酞菁母體以調(diào)整酞菁類光敏染料的吸光范圍和吸光強(qiáng)度，這些生色團(tuán)一般通過氧橋(-O-)、硫橋(-S-)或碳碳單鍵(C-C)與酞菁母核聯(lián)接，這使得生色團(tuán)的光吸收范圍與酞菁的Soret-band部分重疊，且光吸收范圍小。
　　本論文以鋅配位的無取代酞菁為母核，合成芳香偶氮鍵(N=N)為橋聯(lián)

2、基團(tuán)、取代基光吸收范圍與酞菁互補(bǔ)，以羥基和羧基為吸附基團(tuán)的芳香偶氮類鋅酞菁光敏染料，并研究其結(jié)構(gòu)和光電性能。光波長吸收范圍與酞菁互補(bǔ)吸光基團(tuán)的引入有效擴(kuò)大了酞菁類光敏染料的吸光范圍，在400-600 nm出現(xiàn)較大的摩爾消光系數(shù)。
　　重氮鹽和苯酚衍生物的芳香親電取代反應(yīng)合成四種偶氮類鄰苯二甲腈：4-(4-羥基苯偶氮基)鄰苯二甲腈(2)、4-(4-羥基萘酚-1-基偶氮基)鄰苯二甲腈(3)、4-(2-羥基-5-乙氧羰基-苯偶氮基)鄰苯

3、二甲(4)和4-[2-羥基-3-甲氧基-5-(4-羧基-苯胺亞甲基)苯偶氮基]鄰苯二甲腈(6)。四種偶氮類鄰苯二甲腈在DBU催化下的環(huán)四聚反應(yīng)合成了相應(yīng)的四種對稱的芳香偶氮類鋅酞菁：四-(4-羥基苯偶氮基)鋅酞菁(7)、四-(4-羥基萘酚-1-基偶氮基)鋅酞菁(8)、四-(2-羥基-5-羧基-苯偶氮基)鋅酞菁(10)、四-[2-羥基-3-甲氧基-5-(4-羧基-苯胺亞甲基)苯偶氮基]鋅酞菁(11)。通過紅外、核磁、元素分析，并結(jié)合紫外-

4、可見吸收光譜表征了四種芳基偶氮鋅酞菁以及中間體的結(jié)構(gòu)，所合成化合物結(jié)構(gòu)與期望一致。
　　研究了偶氮類鄰苯二甲腈單體及芳香偶氮鋅酞菁在四氫呋喃中的紫外-可見吸收光譜；研究了芳香偶氮鋅酞菁吸附在納米 TiO2薄膜上的紫外-可見吸收光譜，與無取代鋅酞菁做了比較。四種偶氮類鄰苯二甲腈單體在300?600 nm范圍有較強(qiáng)的光吸收，四種芳香偶氮類鋅酞菁在400?600 nm波長范圍出現(xiàn)較強(qiáng)光吸收，且四個(gè)芳基偶氮鋅酞菁的Q帶較無取代鋅酞菁均紅移

5、40?60 nm。偶氮苯衍生物與酞菁母核通過氮氮雙鍵(N=N)聯(lián)接時(shí)，芳基偶氮鋅酞菁既表現(xiàn)出了偶氮苯衍生物光吸收特征，也表現(xiàn)出了酞菁的光吸收特征。通過熱重分析了目標(biāo)化合物的熱穩(wěn)定性，四個(gè)芳基偶氮鋅酞菁在200 ℃以上全部表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性。
　　通過循環(huán)伏安法計(jì)算了四種芳基偶氮鋅酞菁的LUMO和HOMO能級以及電化學(xué)帶隙，四個(gè)光敏染料的LUMO能級光電子有效注入TiO2導(dǎo)帶，HOMO能級都能很好的保證氧化態(tài)染料的還原。電化學(xué)帶隙