[发明专利]一类卟啉－富勒烯组装体及其制备和用作功能材料的用途

说明书

技术领域

本发明涉及一类卟啉-富勒烯组装体、其制备和用作新材料等用途。

背景技术

有机小分子凝胶(low molecular organic gelator，LMOG)是近年来兴起的一个研究领域。在宏观层面上，有机小分子凝胶剂是指在特定溶剂中加入一定量的凝胶剂，可以使溶剂液体呈现凝胶而固化，倒立容器而体系不会流动。Weiss等[Lin，Y.；Kachar，B.；Weiss，RG.J.Am.Chem.Soc.1989，111，5542.]首先将这一类现象归纳出来，并对其进行深入的研究。技术的发展也使得研究的手段变得多样化，近些年，更多的研究开始侧重于这类现象的微观结构。大量的SEM，TEM，AFM研究揭示了这类现象产生的原因，即纤维状结构交联使得溶剂不能流动。这种纤维状结构本身就是一类纳米线或微米线，π体系的引入可以使得这类结构作为微电子学材料[Terech，P.；Weiss，R.G.Chem.Rev.1997，97，3133.]。

由于电子和能量可以通过π-π堆积的有序排列进行传输，构建含大π体系的组装体在光电材料，半导体等领域也有很大作用。

卟啉和富勒烯都具有独特的大环共轭结构，分别是良好的电子给体和受体，在紫外-可见光区具有非常广泛的吸收。因此，它们的衍生物的组装体能构建不同的有机功能材料，一直是材料研究的热点。

在卟啉的有机小分子凝胶研究方面，Shinkai等已经报道一些结果。2001年，Shinkai报道了一类由二胺连接卟啉和胆固醇的有机小分子凝胶剂[Ishi-I，Y.；Iguchi，R.；Snip，E.；Ikeda，M.；Shinkai，S.Langmuir.2001，17，5825.]。由卟啉的π-π堆积，氮原子上活泼氢的氢键以及胆固醇之间相对较强的范德华力可以使这类分子形成纤维状结构，对一些溶剂形成凝胶。Shinkai等还发现，加入富勒烯可以增强这类有机小分子凝胶的成胶能力。

在富勒烯的有机小分子凝胶研究方面，Shinkai等[Ishi-i，T.；Ono，Y.；Shinkai，S.Chem.Lett.2000，29，808]合成了引入胆固醇片段的富勒烯衍生物，发现这一化合物可以在二氯甲烷中形成凝胶，但加入四苯基卟啉破坏这一凝胶体系。

单个卟啉化合物或者单个富勒烯衍生物一般不能形成凝胶，不具备凝胶能力的卟啉和富勒烯分子的混合物形成凝胶的研究没有文献报道。

在发明人以前的工作中[Wu，Z.；Shao，X.；Li，C.；Hou，J.；Wang，K.；Jiang，X.；Li，Z.J.Am.Chem.Soc.2005，127，17460]，发明人曾经制备了一类“U”形状的双卟啉化合物，并用这一化合物对富勒烯进行识别研究。本发明发展了“U”形状双卟啉化合物和富勒烯衍生物，并用它们的组装体构建出凝胶体系。这一体系有望应用于发展光电材料和液晶等功能材料。

发明内容

本发明的要解决的问题是提供双卟啉化合物和富勒烯衍生物的组装体及其中间体一类“U”形状的双卟啉化合物和一类富勒烯衍生物。

本发明的还要解决的问题是提供上述化合物的制备方法。

本发明还要解决的问题是提供上述组装体的用途，包括由上述双卟啉化合物和富勒烯衍生物的组装体形成的有机小分子凝胶体系用作功能材料的用途。

本发明提供了一类卟啉-富勒烯组装体，具有如下结构：

式中R¹、R²是相同或不同的基团，分别为C₈～C₁₆的烷基、(CH₂CH₂O)₃CH₃或(CH₂CH₂O)₄CH₃，M＝Zn或Cu，Ph代表苯基或取代苯基，所述的取代苯基的取代基是C₁～C₆的烷基或烷氧基，

R³、R⁴是相同或不同的基团，分别为C₈～C₁₆的烷基或虚线代表连接处。