卟啉超分子的組裝合成及其應用進展研究

王俊杰

【摘要】卟啉超分子在光學、生物化學、仿生研究等方面有重要應用，目前獲取卟啉超分子的途徑主要有兩類：其一是利用天然卟啉分子進行結構修飾，獲取卟啉超分子；其二是將多種卟啉化合物進行有機合成，得到卟啉超分子。但是由于卟啉分子本身的結構較為特殊，因此這種結構修飾方法很難滿足當前卟啉超分子的研究需求。除此之外，通過有針對性的合成組裝，還能獲取有特定功能的卟啉超分子結構。

【關鍵詞】卟啉超分子；組裝合成；應用研究

一、卟啉超分子的組織合成

超分子是由分子間的弱相互作用（氫鍵、配位鍵、靜電作用、范德華力、疏水作用等）形成的分子聚集體。以卟啉為砌塊，加入小分子（有機、無機分子）、大環分子（冠醚、富勒烯、環糊精等）及聚合物等，通過分子間的弱相互作用可以形成各種各樣的卟啉超分子。按其空間結構，卟啉超分子可以分為二維構型（如直鏈形、網格形、樹枝形等）和三維構型（如側臂形、矩形、面對面形、多面體形等）。根據卟啉基本砌塊中含有的卟啉環個數，卟啉類超分子還可分為單卟啉、二聚卟啉、多聚卟啉砌塊構筑的超分子等幾種類型。

1、單卟啉砌塊構筑的超分子

卟啉的基本結構是卟吩，卟吩分子中β位和中位上的氫原子均可被其他基團取代形成卟啉衍生物，而中心氮原子上的質子既可被金屬取代生成金屬卟啉，也可被其他基團取代生成卟啉衍生物。卟啉分子表面較大且具有剛性，容易通過控制周邊功能團的位置和方向，或控制軸向配體周圍的空間大小和相互作用方向等對卟啉超分子的結構進行調控。……