酞菁按酞菁單元的數(shù)目不同可劃分為單核酞菁、 雙核酞菁和多核酞菁。 下面對(duì)單核酞菁、 雙核酞菁和多核酞菁的
分類和結(jié)構(gòu)作了簡(jiǎn)要的歸納和總結(jié)。
一、單核酞菁化合物
根據(jù)周邊取代基的數(shù)目不同, 通常分為四取代、 八取代和十六取代的酞菁化合物。根據(jù)周邊取代基的位置不同, 可把酞菁化合物分為準(zhǔn)取代和p位取代。 根據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性, 又可分為對(duì)稱取代酞菁和不對(duì)稱取代酞菁。
1.四取代酞菁
取代酞菁化合物中, 以四取代占主要地位。 四取代酞菁存在4種異構(gòu)體, 圖1.2給出了4種異構(gòu)體示意圖及相應(yīng)的點(diǎn)群符號(hào)。 這四種異構(gòu)體很難被分離得到較純的單一物質(zhì), 但可以利用取代基的位阻效應(yīng), 阻礙某些異構(gòu)體的形成, 這樣就有可能得到較為單一的異構(gòu)體 。 從圖1中可以看出, 四取代酞菁的異構(gòu)體中存在不對(duì)稱酞菁。 酞菁外圍有十六個(gè)氫, 8?jìng)(gè)最外環(huán)氫的位置稱為D位, 8?jìng)(gè)次外環(huán)氫的位置稱為a位。 圖中所示為a位四取代酞菁化合物。 因?yàn)樗娜〈家话闶怯蓭追N異構(gòu)體混合而成, 聚集時(shí)的有序性不太好, 因此四取代酞菁的溶解性相對(duì)較好。
2.八取代酞菁
八取代酞菁化合物通常組成單一, 不存在異構(gòu)體現(xiàn)象, 因此比四取代酞菁較易得到晶體。
八己烷基取代無(wú)金屬酞菁的晶體結(jié)構(gòu), 開(kāi)辟了周環(huán)取代酞菁化合物晶體結(jié)構(gòu)研究的道路。 該結(jié)構(gòu)中, 酞菁的4個(gè)異吲哚基均偏離環(huán)平面, 其中相對(duì)的2個(gè)朝上翹, 另外2個(gè)朝下翹, 整體成馬鞍狀。 如圖1-3為八己烷基取代無(wú)金屬酞菁的晶體結(jié)構(gòu)
3.十六取代酞菁
六取代酞菁化合物外圍苯環(huán)上的氫全部被取代基取代, 故不存在異構(gòu)體現(xiàn)象。Bench B. A 等人曾報(bào)道過(guò)十六取代酞菁化合物, 并用X. 射線衍射測(cè)定了其晶體結(jié)構(gòu)
4、不對(duì)稱取代酞菁
不對(duì)稱取代酞菁是在酞菁分子外圍取代上不同基團(tuán),其分子具有不對(duì)稱中心和一個(gè),高度極化的π電子共軛體系。不對(duì)稱酞菁由于取代基種類和數(shù)量不同存在多種類型,人們研究的主要是含兩種取代基的不對(duì)稱酞菁化合物,若以A、B代表兩種不同取代基,可形成AAAB,ABAB,AABB,BBBA四種不對(duì)稱酞菁化合物
二、雙核酞菁化合物
含有兩個(gè)酞菁單元的為雙核酞菁化合物。 常見(jiàn)的有三明治型雙核酞菁和平面型雙核酞菁兩種。
1.三明治型雙核酞菁
20世紀(jì)60年代,俄國(guó)學(xué)者Kinn**合成了稀土金屬雙核酞菁化合物, 它具有高度的三維共軛體系, 其酞菁大環(huán)體系間存在強(qiáng)烈的7c-兀電子共軛作用, 這種強(qiáng)烈的7【鍵相互作用使得酞菁分子很容易形成聚集體[211。 圖1. 8為兩種夾心雙核酞菁的結(jié)構(gòu)。
2.平面型雙核酞菁
平面雙核酞菁的兩個(gè)酞菁單元位于同一平面上。 其中以平面共享一個(gè)苯環(huán)的雙核酞菁性質(zhì)**獨(dú)特, 這主要是因?yàn)檫@種雙核酞菁的【共扼體系擴(kuò)大的原因, 這種平面雙核金屬酞菁具有平面剛性結(jié)構(gòu)。
三、多核酞菁化合物
含有三個(gè)或三以上酞菁單元的為多核酞菁化合物。 其中以三明治型三核酞菁較常見(jiàn)。1965年,R Weiss曾報(bào)道了含有兩個(gè)不同稀土金屬的三層不對(duì)稱酞菁化合物, 并對(duì)其作了UV/vis和x射線單晶衍射表征。下圖為一種三層三明治型酞菁化合物的結(jié)構(gòu)。
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