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1、毕业设计（论文）任务书各专业完整优秀毕业论文设计图纸（插入学校图标）本科生毕业论文（设计）题目（中文） 二吡咯甲烷合成A3B型卟啉的路线研究 （英文） A Study on the Route of Synthesis A3B Type Porphyrin Using Dipyrromethanes 院 系 环境与能源工程学院 专 业 应用化学 姓 名 XXX 学 号 XXXXXXXXX 指导老师 XXX 提交时间 年 月 日 2014年5月北京工业大学毕业设计（论文）任务书题目 二吡咯甲烷合成A3B型卟啉的路线研究专业 应用化学 学号 XXXXX 姓名 XXX 主要内容、基本要求、主要参考资
2、料等：主要内容研究用二吡咯合成卟啉的新方法，并用此方法合成A3B型卟啉。基本要求了解并熟悉实验操作，对实验流程有清晰的思路。实验设计几种典型的A3B型卟啉并计算出它的产率，对产物进行紫外，氢核磁的光谱鉴定等。主要参考资料1 Fernando Fungo, L.A.O.L., Synthesis of porphyrin dyads with potential use in solar energy conversion. J. Mater. Chem, 2000(10): p. 645650.2 Durantini, E.N., Synthesis of 5-(4-X-Phenyl)-10,
3、15,20-tris(Substituted Phenyl) Porphyrins Using Dipyrromethanes. Molecules, 2001. 533-539(6).3 李凯, A3B型不对称中位取代四苯基卟啉的分子设计、合成及表征, 2013, 北京工业大学: 北京.4 Chandra B. KC, et al., Sequential Photoinduced Energy and Electron Transfer DirectedImproved Performance of the Supramolecular Solar Cell of a Zinc Porph
4、yrinZinc Phthalocyanine Conjugate Modied TiO2 Surface. The Journal of Physical Chemistry, 2013(117): p. 7637735 Taoufik Rohand, E.D.T.H., Efficient synthesis of aryldipyrromethanes in water and their application in the synthesis of corroles and dipyrromethenes. ARKIVOC, 2007: p. 307-324.完成期限：2014年6月
5、5日指导教师签章： 专业负责人签章：2013年12月24日摘要摘 要A3B型不对称卟啉在烃类化合物催化氧化、DNA分子识别、光电器件设计等领域中具有广泛的应用。其合成方法一般采用Litter等对Alder法的改进方法，即在丙酸介质中两种醛与吡咯以3:1:4的比例反应制得。该法最大的缺点是产率低（一般在2%-5%左右），后处理复杂。而Macdonald型2+2 法采用二吡咯甲烷合成A3B型卟啉具有反溶度低，使用高毒性且昂贵的醌类化合物作为氧化剂等特点。本课题采用混合溶剂（乙酸/丙酸-硝基苯）法，利用正交实验优化条件后，甲基苯基取代的二吡咯甲烷和甲基取代的苯甲醛与R基团取代的苯甲醛以2.2:1.4
6、:1的比例反应制备两种5,10,15-(4-甲基苯基)-20-(4-R-苯基)卟啉。即2.2mmoL的5-(4-甲基苯基)二吡咯甲烷、1.4mmoLl的4-甲基苯甲醛和1mmoLl的R基取代苯甲醛溶于35mL的乙酸和15mL的硝基苯混合溶剂中，在110进行1.5h得到光谱产率约为10%的A3B型卟啉。产率明显提高，并且该方法还具有操作简单、成本低廉、资源节约、污染低的特点。对得到的A3B型卟啉进行紫外光谱、核磁氢谱对其结构进行鉴定和表征。关键词： 二吡咯烷； A3B型卟啉； 合成； 混合溶剂法VAbstractAbstractUnsymmetrical A3B-porphyrins were
7、used widely in catalytic oxidation of hydrocarbons, DNA recognition, photoelectric device. They can be obtained by improved Alder method, which two different aldehydes and pyrrole react in propionic acid with the ratio of 3:1:4. Disadvantages of this method are low yield (about 2%-5%) and complex af
8、ter treatment. The Macdonald 2+2 method use dipyrromethane to synthesis A3B-porphyrin, which the reactant concentration is low and high toxic and expensive quinone compounds are used.This subject adopted mixed solvent (acetate / propionate-nitrobenzene) method, and we optimized conditions by orthogo
9、nal experiment. two kinds of 5,10,15- (4- methylphenyl) -20- (4-R- hydroxyphenyl) porphyrin were prepared by the reaction of methylphenyl substituted dipyrromethane methyl substituted benzaldehyde and R substituted benzaldehyde with the ratio of 2.2:1.4:1. 2.2mmol 5- (4- methylphenyl) dipyrromethane
10、 1.4mmoL 4-methyl benzaldehyde and 1mmoL substituted benzaldehyde were dissolved in mixture of 35mL acetic acid and 15mL nitrobenzene, and reacted 1.5h at 110 . the spectra yield is about 10%. Yield increased significantly, and the method also has the characteristics of simple operation, low cost, r
11、esource saving and low pollution.The structures of the A3B -porphyrins were identified and characterized by UV and NMR.Keywords: Dipyrromethane；A3B-porphyrins；Synthesis；Mixed solvent method目录目录摘 要IAbstractIII第1章 绪论111 卟啉化合物简介112 卟啉化合物的应用2121 在有机合成化学方面的应用2122在分析化学方面的应用3123在分子生物学中的应用3124 在分子识别中的应用3125
12、 作为生物体内氧化过程的模型4126 在材料科学方面的应用4127 在地球化学中的应用413 卟啉化合物的合成5131 对称型卟啉的合成5132 不对称型卟啉的合成5133 双卟啉的合成6134 高分子卟啉的合成614 A3B型-不对称卟啉化合物6141 A3B型-不对称卟啉配体的合成615本课题研究目的及工作内容12第2章 实验部分1321 实验所用主要化学试剂和设备的名称、规格、生产厂家13211 实验所用主要仪器及设备13212 实验所用主要化学试剂的名称、规格、生产厂家1322 二吡咯甲烷合成A4型卟啉13221 二吡咯甲烷合成13222 正交实验法优化四（4-甲基苯基）卟啉合成条件1
13、4223 小结1723 5,10,15-(4-甲基苯基)-20-(4-R-苯基)卟啉的合成17231 5,10,15-（4-甲基苯基）-20-（4-R-苯基）卟啉的合成17232 5,10,15-(4-甲基苯基)-20-(4-羧基苯基)卟啉的定量方法1824 A3B型卟啉的紫外可见光分析1825 A3B型卟啉的核磁共振氢谱测试1826 本章小结18第3章 卟啉化合物的结构表征1931 紫外可见光谱的表征1932 1HNMR表征2033 本章小结23结论25展望27致谢29参考文献31第1章 绪论第1章 绪论11 卟啉化合物简介卟啉是卟吩外环带有代基的同系物和衍生物的总称。卟啉化合物由于其母体卟
14、吩具有刚性为主兼有柔性的大环共轭结构，因而，具有一定芳香性，稳定性好，光谱响应宽，对金属离子络合能力强，一般都为具有高熔点的深色结品。1 。卟吩环中4 个吡咯环的8个位和4个中位的氢原子均可被其他基团所取代，从而生成各种类型的卟啉衍生物，同时卟吩环中氮原子上的 H 原子被金属离子取代后又可形成种类繁多的金属卟啉配合物其通用结构式如图1-1：图1-1 金属卟啉配合物通用结构式Fig.1-1 Structures of Metal porphyrin complexesR1R8为取代吡咯，5,10,15,20也被称为，位, 一般为苯基或取代苯基。按照5,10,15,20位点取代基团相同与否，人们将卟啉分为A4型、A3B型、A2B2型、AB3型和B4型。在众多卟啉化合物中，A3B-型不对称卟啉化合物（如图1）具有诸多优点：在卟吩外环单点修饰，可简单高效地研究卟啉中位取代基对卟啉物理化学性质的影响，进而精确调控金属卟啉的各种性能2；将卟啉“嫁接”到载体上及其他功能化合物，最低程度减小对卟啉性能的影响，最大限度将金属卟啉裸露于载体上，发挥卟啉的功能特性3；或者利用卟啉电化学特性、空间位阻等进行进一步修饰4；通过金属配位键， B-链含有孤对电子的杂原子（N、O、S等）的不对称金属卟啉可实现自组装5,6，甚至传统有
