[发明专利]一类卟啉－薁化合物及其制备和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一类卟啉-薁化合物尤其是卟啉-薁三倍体和卟啉-薁二倍体、及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，富勒烯，偶氮苯，六苯并苯，酞菁、苝酰亚胺等很多含有大的π体系的片断，都被引入凝胶体系，以获取具有特殊性能的凝胶。

在分子的设计上，很多凝胶剂分子都能形成分子间氢键。通过分子间氢键作用，还有π-π堆积，这类分子有可能在溶剂中形成超凝胶体系(成胶浓度低于10毫克/毫升)。C_3h对称性1，3，5-间苯三甲酰胺由于可以有效的形成分子间氢键，研究最为广泛。由1，3，5-间苯三酸通过酰胺键连接三个卟啉的结构[Hameren，R.；Schon，P.；Buul，A.M.；Hoogboom，J.；Lazarenko，S.；Gerritsen，J.W.et al.Science，2006，314，1433.]被发现具有很好的成胶能力(氯仿中成胶浓度为8毫克/毫升)，并且这一结构在氯仿中可以高效的自组装成非常均匀的纳米线。

薁环具有独特的五七并环结构，其在基态时的偶极矩就有1.08D，而且分子之间呈现一种交错式的排列。这样一个独特的结构却很少应用于凝胶体系。因此，本发明人制备了由薁通过酰胺键连结两个卟啉的结构，这一结构具有C_2v对称性，不同于1，3，5-间苯三甲酰胺的C_3h对称性。本发明的这一结构同样可以在很多溶剂中形成有机小分子凝胶。

发明内容

本发明要解决的问题是提供卟啉-薁化合物尤其是卟啉-薁三倍体和卟啉-薁二倍体。

本发明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化合物形成的有机小分子凝胶体系，以及用作功能材料的用途。

本发明提供了一类卟啉-薁化合物，其特征是具有如下结构式：

式中R³、R⁴选自基团I或OR⁵，并且至少有一个选自基团I，其中I代表：

R⁵代表C₁～C₆的烷基或苄基，R为C₁～C₁₆的烷基。

推荐的是：

本发明提供了一类卟啉-薁三倍体，具有如下结构：

式中R为C₁～C₁₆的烷基。

本发明还提供了一种卟啉-薁二倍体，其具有如下结构：

或

式中R为C₁～C₁₆的烷基，R¹为叔丁基或者苄基，R²为C₁～C₆的烷基。

本发明提供的卟啉-薁三倍体，其制备方法是薁二酸与草酰氯或者二氯亚砜反应，得到薁二酸的酰氯，然后与卟啉胺缩合得到卟啉-薁三倍体。所述的薁二酸和卟啉胺化合物的结构式如下：

式中R为C₁～C₁₆的烷基。