平面双核酞菁化合物的发展及应用前景
2024年酞菁铁市场前景分析
2024年酞菁铁市场前景分析1. 引言酞菁铁（Phthalocyanine iron）是一种具有广泛应用前景的重要化学物质。
作为一种有机金属配合物，酞菁铁具有良好的稳定性和光电性能，因此在许多领域中有着重要的应用潜力。
本文将对酞菁铁市场的前景进行全面分析。
2. 酞菁铁的应用领域酞菁铁在多个领域中具有广泛的应用前景。
2.1 印刷业酞菁铁可用于制备高品质的彩色印刷油墨。
其优秀的色彩稳定性和光泽度使得使用酞菁铁作为油墨颜料成为一种理想选择。
同时，酞菁铁具有较高的光吸收率和光敏性，可用于制作光敏油墨，进一步拓展了其应用范围。
2.2 电子行业在电子行业中，酞菁铁可用于制造有机发光二极管（OLEDs）。
其良好的电荷传输性能和较高的发光效率使得酞菁铁成为一种重要的OLEDs材料。
随着柔性显示技术的发展，对高性能有机材料的需求越来越高，酞菁铁将在该领域中发挥更重要的作用。
2.3 能源存储由于酞菁铁具有可逆的多电子转移性质，其可用于制备高容量和高效率的锂离子电池。
相比传统电池材料，酞菁铁材料具有较高的能量密度和循环寿命，有望在能源存储领域取得突破性进展。
2.4 化妆品酞菁铁可用于制备高效的紫外线吸收剂，广泛应用于化妆品中。
其稳定性和较低的毒性使得酞菁铁成为一种安全、可靠的化妆品成分。
3. 2024年酞菁铁市场前景分析基于酞菁铁在多个领域的广泛应用，可预见酞菁铁市场具有广阔的发展前景。
3.1 市场需求增长随着经济的发展和人们对生活品质的要求提高，酞菁铁的应用领域不断扩大。
印刷业、电子行业、能源存储和化妆品等领域对酞菁铁的需求将持续增长，推动市场规模扩大。
3.2 新技术的推动随着科技的进步，新的技术不断涌现，对酞菁铁材料的要求也在不断提高。
例如，柔性显示技术的快速发展推动了对高性能有机材料的需求增长，酞菁铁在此领域中具有较好的应用前景。
3.3 可持续发展导向在全球范围内，可持续发展已成为社会关注的重点。
酞菁铁作为一种环保可持续的化学物质，其应用将受到更多的关注和支持，从而带来更多的商机和市场前景。
《2024年系列取代酞菁的合成及离子检测的应用性研究》范文
《系列取代酞菁的合成及离子检测的应用性研究》篇一一、引言随着现代科学技术的不断进步，化学合成及其应用研究已经成为多个领域研究的关键方向之一。
在众多的化学物质中，酞菁作为一种独特的化合物，被广泛用于不同领域的生产及应用。
然而，对于一些特定的环境条件和实验需求，传统酞菁可能无法满足其需求。
因此，系列取代酞菁的合成及其离子检测的应用性研究，显得尤为重要。
二、系列取代酞菁的合成1. 合成方法系列取代酞菁的合成主要采用有机合成的方法。
在合成过程中，通过引入不同的取代基团，可以获得具有不同性质和功能的系列取代酞菁。
这些取代基团可以是卤素、硝基、氨基等。
在合成过程中，需要严格控制反应条件，如温度、压力、反应时间等，以保证产物的纯度和产率。
2. 合成产物通过不同的取代基团，可以获得一系列的系列取代酞菁。
这些化合物具有不同的颜色、溶解性、稳定性等特性，可以满足不同领域的需求。
此外，这些系列取代酞菁还可以通过进一步的功能化修饰，得到更具有应用价值的化合物。
三、离子检测的应用性研究1. 应用领域系列取代酞菁在离子检测领域具有广泛的应用。
例如，可以用于重金属离子、有毒离子、生物离子等的检测。
这些离子在环境监测、生物医学、食品安全等领域具有重要的应用价值。
2. 检测原理系列取代酞菁的离子检测原理主要基于其与离子之间的相互作用。
当系列取代酞菁与离子发生相互作用时，其电子云密度、颜色等性质会发生变化，从而实现对离子的检测。
此外，还可以通过光谱分析等方法对离子进行定量分析。
四、实验结果与讨论通过实验研究，我们发现系列取代酞菁在离子检测方面具有较高的灵敏度和选择性。
不同系列的取代酞菁对不同离子的响应能力有所不同，可以根据实际需求选择合适的系列取代酞菁进行离子检测。
此外，我们还发现，通过改变反应条件，可以调节系列取代酞菁的性质，进一步提高其离子检测的性能。
五、结论系列取代酞菁的合成及其离子检测的应用性研究具有重要的意义。
通过合成不同系列的取代酞菁，可以得到具有不同性质和功能的化合物，满足不同领域的需求。
双核酞菁钴铁
双核酞菁钴铁双核酞菁钴铁是一种重要的过渡金属配合物，具有广泛的应用前景。
本文将介绍双核酞菁钴铁的合成方法、性质及其在催化、电化学和生物医学领域的应用。
1. 合成方法双核酞菁钴铁的合成可以通过溶液法或固相法进行。
其中，溶液法是最常用的合成方法之一。
一般来说，首先将钴和铁的盐溶解在溶剂中，然后加入酞菁配体，经过适当的反应条件，如温度、pH值等的控制，可以得到双核酞菁钴铁配合物。
此外，固相法也可以用于合成双核酞菁钴铁，通过固相反应使得钴和铁的原子与配体发生配位反应，最终得到目标产物。
2. 性质双核酞菁钴铁是一种具有双核结构的配合物，其结构中包含两个中心金属离子，分别是钴和铁。
双核酞菁钴铁的结构稳定，具有较高的热稳定性和溶解度。
此外，双核酞菁钴铁还具有较好的电子传递能力和催化活性，这使得它在催化和电化学领域具有重要应用价值。
3. 催化应用双核酞菁钴铁在催化领域具有广泛的应用。
以氧还原反应为例，双核酞菁钴铁作为催化剂可以有效地催化氧气的还原，具有较高的催化活性和选择性。
此外，双核酞菁钴铁还可以用于催化有机反应，如烯烃的氧化、羰基化等。
这些催化反应的进行，可以有效地提高反应效率和产物选择性。
4. 电化学应用双核酞菁钴铁在电化学领域也有重要的应用。
例如，双核酞菁钴铁可以作为电极材料，用于制备高性能的电化学传感器。
双核酞菁钴铁具有较好的电子传递能力和电催化活性，可以在电化学传感器中实现对目标物质的高灵敏度检测。
此外，双核酞菁钴铁还可以用于制备超级电容器等电化学储能器件，具有较高的能量密度和循环稳定性。
5. 生物医学应用双核酞菁钴铁在生物医学领域也展现出了广阔的应用前景。
例如，双核酞菁钴铁可以用作磁共振成像(MRI)的对比剂，通过配位结构中的金属离子，使其具有较好的磁性性能，从而在MRI中实现对生物组织的高对比度成像。
此外，双核酞菁钴铁还可以用于荧光成像和光动力疗法等生物医学领域，具有潜在的肿瘤诊疗应用价值。
双核酞菁钴铁作为一种重要的过渡金属配合物，具有广泛的应用前景。
光动力治疗药物―酞菁类光敏剂研究进展
光动力治疗药物―酞菁类光敏剂研究进展光动力治疗（PDT）是目前公认的一种治癌方法，专家预测在21世纪将成为一种重要医疗手段。
而光动力治疗的核心问题是光敏剂，理想的光敏剂应具备以下特点:光敏化能力强即较高的光化学量子产率;肿瘤组织和癌细胞摄取率高;在650nm以上有强烈吸收;暗毒性和光毒性小;组成稳定、结构明确;能从正常组织中迅速解除，在生理pH水溶液可溶解。
PDT 抗癌光敏剂发展迅速，到目前为止已到第三代。
至今，获准在临床上正式使用的只有在1988年由美国Rosewell Park肿瘤研究所N.Y.Buffalo开发的Photofrin卟啉型光敏剂。
但有许多致命的弱点，波长不在对人体组织透过率较佳的红外区;肿瘤选择性摄取率不高;成分复杂、组成不稳定;来源困难;给药后须避光等，临床应用受到限制。
因此开发新型高效的抗癌光敏剂一直是国内外PDT研究的热点。
酞菁类配合物作为新一代医用光敏剂用于PDT癌症表现出较强的光动力学特性，发挥着举足轻重的作用，是具有潜在前景的PDT新一代抗癌光敏剂。
本文就酞菁类光敏剂研究进展做一详细介绍。
1、酞菁发展概况酞菁（phthalocyanine）一词是英国著名的Linstead教授在1933年创造的一个新名词，此词源于希腊文Nahtha（石脑油）和Cyanine（深兰色）。
酞菁一问世，便以其独特的颜色、较低的生产成本及特殊结构赋予它们对光、热、酸、碱及各种有机溶剂的高度稳定性。
最早被用作颜料或染料，其颜色的鲜艳、强着色力是任何其他已知化合物所不能比拟的。
为此，直到今天，仍广泛应用于印刷油墨、涂料、塑料、橡胶、皮革、纺织品以及食品中。
另外在催化、医学、有机半导体、光导体、彩色照相、激光、液晶、LB膜等几十个方面都得到了广泛的研究和应用。
1989年在日本召开的国际功能性染料化学会议上，涉及酞菁化合物的论文占论文总数的90%，令世人瞩目。
酞菁及金属酞菁具有良好的光催化、光敏化性能，其在光化反应、光合作用模拟、生物抗癌等领域的应用引起了人们的高度重视。
酞菁在染料敏化太阳能电池中的应用
酞菁在染料敏化太阳能电池中的应用太阳能是人类取之不尽、用之不竭的可再生能源，也是清洁、不产生任何环境污染的能源，太阳能电池是开发利用太阳能的最有效的方法之一。
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。
太阳能电池根据所用材料的不同，太阳能电池可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池。
在太阳能电池中硅系太阳能电池无疑是发展最成熟的，但由于成本居高不下，远不能满足大规模推广应用的要求。
为此，人们一直不断在工艺、新材料、电池薄膜化等方面进行探索，而这当中的纳米TiO2晶体化学能太阳能电池受到国内外科学家的重视。
纳米TiO2晶体化学能太阳能电池是新近发展的，优点在于它廉价的成本和简单的工艺及稳定的性能。
其光电效率稳定在10％以上，制作成本仅为硅太阳电池的1/5～1/10．寿命能达到2O年以上。
染料敏化太阳能电池结合了染料光敏剂和无机半导体的优势,具有较宽的光谱响应范围,制造工艺简单、成本较低,对环境友好,应用前景广阔,因而备受人们的关注。
自20世纪90年代瑞士洛桑高等工业学院Gratzel M教授等利用自己合成的联吡啶钌（II）染料敏化纳米TiO2多孔膜太阳能电池的光电转换效率达7.1%后，该种电池以其廉价、制作工艺简单、寿命长、高效等优点成为太阳能电池前沿研究中的热点之一。
目前最高的光电转换效率在实验室已达到12%。
染料敏化电池（DSSC）的结构组成：主要由纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂、氧化还原电解质、对电极和导电基底等几部分组成。
纳米多孔半导体薄膜通常为金属氧化物（TiO2、SnO2、ZnO等），聚集在有透明导电膜的玻璃板上作为DSC的负极。
对电极作为还原催化剂，通常在带有透明导电膜的玻璃上镀上铂。
敏化染料吸附在纳米多孔二氧化钛膜面上。
配位化学论文小作业之酞菁配合物论文
配位化学论⽂⼩作业之酞菁配合物论⽂酞菁及其配合物的发展研究与应⽤摘要：本⽂介绍了酞菁化合物的发展简史；综述了酞菁的多种合成⽅法；对酞菁化合物在光电导体，⾮线性光学，发光，和有机超晶格结构等⽅⾯的应⽤和存在的问题作了详细描述；并对⾦属酞菁配合物的合成⽅法和应⽤（如，在癌症治疗⽅⾯）作了简要说明；同时也阐述了酞菁三明治的发展、合成和应⽤前景。
关键字：酞菁、合成、配合物、应⽤1.酞菁化合物的发展史l907年。
Braun等⼈在⼄醇中加热o-cyanobenzamide。
得到的⼀定数量的蓝⾊沉淀，后来证实这就是酞菁。
在三⼗年代早期，Linstead及其合作者合成了许多酞菁。
1935年，伦敦皇家学院的J. Monteath Robertson⽤升华法得到了可供X射线衍射研究的单晶，从⽽使酞菁成为第⼀个以X射线衍射⽅法被证实其分⼦结构特征的有机化合物。
酞菁环组成⼆维共轭π-电⼦体系，在此体系中，18个π-电⼦分别于内环C—N位[1],在红光区，酞菁具有强烈的吸收；其固态颜⾊依据中⼼原⼦，晶型，颗粒⼤⼩不同，可在深蓝⾊到⾦属铜和绿⾊之间变化。
由于酞菁是由van der waals构成的分⼦，存在各种各样的堆积⽅式,Iwatsu认为酞菁分⼦堆积是柱状平⾯结构，在⼀个酞菁柱内，其作⽤⼒主要来⾃第⼀临近位。
由于酞菁化合物的热稳定性(在空⽓中加热到400-500℃不发⽣明显分解)，加上酞菁化合物种类的多样性和其表现出的优异性能，使得酞菁的基础和应⽤研究得以⼴泛进⾏。
在⼯业上，酞菁化合物已经⼴泛应⽤于染料和⾊素但是，酞菁化合物最近在其它领域也引起了⼴泛兴趣如能量转换(光伏打和太阳能电弛)，光电导材料，⽓体检测，发光，光学⾮线性，光敏化荆(photosensitizers)，整流器件(rectifying devices)，光存储器件，液晶，低维材料和电致变⾊等。
这些应⽤⼤多与酞菁电⼦结构紧密有关。
对酞菁吸收谱研究表明酞菁有两个吸收带：⼀个是在600-700nm的可见光区(Q—band)，另⼀个是在300-400nm 的近紫外光区(B-hand)。
酞菁蓝颜料的生产工艺与市场前景
酞菁蓝颜料的生产工艺与市场前景本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March酞菁蓝颜料的生产工艺与市场前景0 邱晨欣化学基地班（一）酞菁蓝颜料的特性及应用1、特性：颜料就是能使物体染上颜色的物质，是制造涂料、油墨、油画色膏、化妆油彩、彩色纸张等不可缺少的原料。
也用于塑料、橡胶制品以及合成纤维原液等的填充和着色。
颜料有可溶性的和不可溶性的，有无机的和有机的区别。
无机颜料一般是矿物性物质，人类很早就知道使用无机颜料，利用有色的土和矿石，在岩壁上作画和涂抹身体。
有机颜料一般取自植物和海洋动物，如茜蓝、藤黄和古罗马从贝类中提炼的紫色。
颜料通常具备下列特性：（1）颜色。
彩色颜料是一种对可见光能选择性吸收和散射的颜料，可以在自然光条件下呈现黄、红、蓝、绿等颜色。
（2）着色力。
着色颜料吸收入射光的能力。
可用相当于标准颜料样品着色力的相对百分率表示。
（3）遮盖力。
在成膜物质中覆盖底材表面颜色的能力。
常用遮盖1平方米面积的色漆中所含颜料的克数表示。
（4）耐光性。
颜料在一定光照下保持其原有颜色的性能。
一般采用八级制表示，八级最好。
（5）耐候性。
颜料在一定的天然或人工气候条件下，保持其原有性能的能力。
一般采用五级制表示，五级最好。
（6）挥发物。
主要指水分，一般规定不超过1%。
（7）吸油量。
指100克颜料形成均匀团块时所需的精制亚麻仁油的克数，以吸油量小者为好，吸油量与颜料颗粒的比表面积和结构有关。
（8）水溶物。
颜料中含有的能溶于水的物质，以占颜料的质量百分数表示。
制漆用的颜料，其水溶物常控制在1%以下。
酞菁蓝BGS LA-61-02 无金属酞菁蓝；英文：metal-free phthalocyanine blue ，是颜料的一种。
艳绿光蓝色棒状晶体。
密度～cm3。
比表面积36～52m2/g。
吸油量32～39g/l00g。
在一些连结料中出现絮凝作用。
酞菁配合物在分析化学中的应用
酞菁类化合物作为一种功能材料自问世以 来，由于其在催化化学、光化学、非线性材料 等前沿领域的应用而受到广泛重视。锌、铝等 金属酞菁化合物是一类有效光敏剂，其独特的 光物理性能使之得到广泛应用。曹淑青[18]研 究了四磺酸基酞菁锌在水溶液中的荧光性质及 其与配合物存在形式的关系，讨论了甲巯咪唑 对四磺酸基酞菁锌的荧光猝灭作用，在此基础 上建立了用间接荧光猝灭测定甲巯咪唑含量的 方法，获得令人满意的结果。
1. 在酸性条件下，亚硝酸钠对四氨基酞菁 镓（GaTAPc）能发生重氮化作用，使 其对四氨基酞菁镓有猝灭作用。
2. 以四氨基酞菁镓（GaTAPc）为荧光试 剂，用间接荧光猝灭法测定亚硝酸钠的 浓度从而达到检测空气中NOx的含量。 该法检测限低，灵敏度高，重现性好， 可用于实际样品的测定
3.2 酞菁配合物在电分析中的应用
亚硝酸钠溶液对氨基酞菁镓的荧光猝灭作用
在最佳测定条件下，按实验方法分别测
定了不同浓度的亚硝酸钠存在时GaTAPc 的 荧光强度 F，同时测定了空白液荧光强度 F0 ，发现 c(亚硝酸钠)（单位μmol/L)在 5×10-7 ～4×10-6 mol/L范围内，ΔF（＝F0-F）与 c( 亚硝酸钠)成良好的线性关系（如图所示）： 相关系数 r＝0.9957。RSD为 0.87％（ c=0.145μmol/L,n=9），检测限为 0.146μmol/L。
2011 年，G.K. Karao lan[14-15]等用此 方法合成了四碘化物，合成路线如图 。
此法特别有利于一些难缩合的前驱体， 如 3,6-二取代邻苯二腈的缩合，这些碎 片用其他方法往往难以得到。
2.2 插入配位法
插入配位法是先由“分子碎片”和烷氧基 钠盐或锂盐制得钠酞菁或锂酞菁，再经无机酸 处理得到无金属酞菁配合物，然后使无金属酞 菁配合物与其他金属盐反应得到相应的金属酞 菁配合物。1988 年，M.J. Cook[17]等采用此种 方法合成了一系列 位八烷氧基取代酞菁及其 金属衍生物，如图 。
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第33卷第3期东北师大学报自然科学版Vol133No13 2001年9月JOURNAL OF NORTHEAST NORMAL UN IV ERSIT Y September2001[文章编号]100021832(2001)0320064209平面双核酞菁化合物的发展及应用前景石 鑫,郭 卓,王春雷,罗 艳,杜锡光,赵宝中,陈 彬(东北师范大学化学学院,吉林长春130024)[摘 要] 主要阐述了平面共享一个苯环的双核酞菁的合成、性质及应用.简单介绍了双核酞菁的发展和两种基本合成方法,并详细介绍了该类化合物的催化、氧化还原、荧光、LB膜、液晶性质,同时对其应用前景进行了展望.[关键词] 双核酞菁;合成;性质;应用[中图分类号] O62514 [文献标识码] A0 引言从1907年Brown和Tcherniae意外地制备出第一个酞菁化合物至今已有近100年,在此期间,人们不断地合成出各种各样的酞菁化合物,成功地在酞菁母体中嵌入70余种元素作为中心原子,形成了数千种酞菁化合物.这些化合物价廉易得,热稳定性和化学稳定性良好,被广泛地应用于各种工业领域.20世纪80年代以来,为了获得性质更为独特的酞菁化合物,在逆向合成思想指导下,人们开始试图将两个酞菁单体以不同的方式连接起来,从而构成了一类新的酞菁化合物(bisphthalocyanine),统称为双核酞菁,其中以平面共享一个苯环的双核酞菁性质最为独特,这主要是由扩大的π共扼体系造成的.这类双核酞菁化合物由于在某些性质上比单核酞菁化合物更好,所以近年来它一直受到人们的广泛关注.1 双核酞菁的主要类型图1a为以一个氧原子[1]或二原子、四原子[2]、五原子[3～5]烷氧桥共价键联系和以硅氧桥[6]共价键联系以及以芳环[7]联系的双核酞菁化合物;图1b为两个酞菁单体以氮原子与金属配位形成的三明治型双核酞菁化合物[8～10].[收稿日期] 2001204216[基金项目] 国家教育部资助项目1[作者简介] 石鑫(1975-),女,硕士研究生;联系人:陈彬(1963-),男,博士,教授,主要从事分子反应动力学研究1图1 三明治型双核酞菁化合物 图2为平面共享芳环的双核酞菁化合物[11～13].图2 平面共享芳环的双核酞菁化合物2 双核酞菁的基本合成方法211 熔融法以邻苯二甲酸酐、1,2,4,5-均苯四酸二酐、尿素、钼酸铵高温熔融制备酞菁化合物的方法[14],主要适用于金属酞菁化合物的制备.56第3期石鑫等:平面双核酞菁化合物的发展及应用前景212 溶剂法1,3-二亚氨基异吲哚啉在N ,N -二甲基氨基乙醇(DMAE )溶剂中回流制备酞菁化合物的方法[13],主要适用于平面双核无金属酞菁化合物的制备.这种无金属酞菁化合物可与无水金属卤化物在DMAE 溶剂中进一步反应制得平面双核金属酞菁化合物[15].66东北师大学报自然科学版第33卷3 平面双核酞菁的性质及应用311 催化作用酞菁化合物由于具有价廉易得、热稳定性和化学稳定性良好等优点,作为催化剂已经在催化氧化脱硫[16～29]、加氢和乙烯基化[30]、苯乙烯液相氧化反应[31]中得到了广泛应用.平面共享一个苯环的双核金属酞菁与单核金属酞菁相比,具有扩大了的π电子共轭体系,其储备电子能力更强,所以其催化性质比单核金属酞菁更好,如催化苯乙烯液相氧化反应.在双核单金属酞菁(所带金属相同)中,除双核铜酞菁外,其他的双核单金属酞菁均具有非常高的催化活性,比相应的单核金属酞菁的活性高出许多;而双核双金属酞菁(所带金属不同)与双核单金属酞菁的催化活性相近,其中以双核酞菁钴的环氧苯乙烷产率最高.另外值得一提的是双核FeCuPc 显示出明显的协同效应,其催化效果不同于FePc 和CuPc 机械掺杂的催化效果,其中Cu 是以某种方式起助催化剂作用[31].在众多脱硫催化剂中,双核酞菁钴磺酸盐(PDS )在催化与分子氧有关的反应中具有极其独特的性能[32],主要是由于PDS 具有以中心金属离子化合价改变和大π电子共扼体系为基础的氧化-还原性质.目前在国内工业气体脱硫工艺中已广泛推广使用的ADA 法和MSQ 法都不同程度地存在活性差、硫容低、成本高和不能有效地脱除有机硫等问题,而PDS 在活性、选择性、寿命和硫容等方面较现有的湿法脱硫催化剂有明显提高,与磺化酞菁钴和聚酞菁钴等酞菁钴系催化剂相比,又具有成本低、水溶性好等优点,更重要的是具有抗HCN 中毒的性能,因此在气体脱硫中得到工业化应用.在碱性溶液中,PDS 在对天然气、煤气、焦炉气、合成气、汽油以及含硫废水等的脱硫与净化中均取得了良好的技术效果和显著的经济效益[33].312 电化学性质双核金属酞菁的电化学性质与单核金属酞菁相比,又有许多独特的地方.通过循环伏安法(CV )和差示脉冲伏安法(DPV )对平面双核酞菁电化学性质的研究已有文献报道[15],其中对双核酞菁锌和钴的电化学性质进行了详细的研究.研究表明:双核酞菁锌有两个氧化波和四个还原波,分别对应于酞菁环的一个准可逆单电子氧化过程和两个准可76第3期石鑫等:平面双核酞菁化合物的发展及应用前景86东北师大学报自然科学版第33卷逆单电子还原过程,并且一个双核酞菁分子的四个还原波分别包含了一个电子.两个氧化波也大致如此.这种分步的氧化还原过程清楚地表明了双核酞菁锌中的两个酞菁中心之间的相互作用,这种相互作用使两个酞菁环不完全在一个平面上,而是在苯环处发生一定的弯曲,同时这种双核酞菁锌清晰的逐步还原过程在以芳环相联系的双核酞菁化合物中是第一例.双核酞菁锌的第一和第二对还原波的还原电位之间的分裂与相应的单核酞菁锌相比扩大了,这主要是由扩大了的非定域体系降低了分子轨道能量造成的.双核酞菁钴的氧化还原情况更为复杂,也更为独特.这主要是由于金属钴不同于金属锌,它是可变价金属,所以在氧化还原过程中,不仅酞菁环可以发生氧化还原,中心金属钴也可以发生氧化还原.在CV测定中,尽管每对分裂波均大致对应于两个电子,而阳极一侧的电荷却远大于阴极一侧.在DPV测定中,阳极扫描的电荷与阴极扫描的电荷之比大致为5∶1,双核酞菁钴中的第一个钴离子还原所需电荷多于一个电子,而第二个钴离子的还原所需电荷少于一个电子[34],这说明了双核酞菁钴中的钴发生了变价.据文献对PDS 脱硫催化机理研究的报道,通过量化计算预测了双核酞菁钴中的两个钴离子一个是+1价钴离子,一个是+3价钴离子[16],这与上述实验中所得出的结论相吻合,从而使这一理论预测在实验中得到了充分验证.综上所述这些双核酞菁的氧化还原性质为其作为催化剂进行各类催化反应的反应机理的深入研究提供了实验依据;反过来,对双核酞菁催化机理的研究又可进一步促进其在工业生产中的应用.313 荧光发射酞菁化合物现已广泛地被用作光学材料,如光敏剂、光盘、光驱动治疗癌症、非线性光学材料等,其中酞菁化合物的非线性光学性质非常好,以二阶和三阶非线性光学性质最为突出.但这些还主要局限于单核酞菁化合物的开发和利用,实际上,双核酞菁化合物同样,甚至可以说具有更好的光学性质.据文献报道,烷氧基取代的酞菁化合物中,所谓的S1和S2发射非常普遍[35,36].一般情况下,S1发射的Stokes移动非常小,而S2发射的Stokes移动则非常大.双核酞菁化合物S1发射的量子产率要比单核酞菁化合物小一个数量级,这种减弱的S1发射说明了双核酞菁化合物中两个酞菁单元之间的相互作用.另外,双核酞菁S1发射的荧光寿命比单核酞菁的要短.双核金属酞菁化合物量子产率与双核无金属酞菁化合物相比相差不多,而荧光寿命要短一些.目前对双核酞菁化合物S2发射的了解还非常有限.据Ferraudi文献报道[37],对S2发射来说,首先,为了可以获得相对更好的符合衰减曲线二元方程的两个组分是必须的,无论是对于单核酞菁还是对于双核酞菁这两种组分的比率并无多大差异.第二,双核酞菁的S2发射荧光寿命比相应的单核酞菁要长一些,这表明双核酞菁的Soret激发态相对更稳定一些.另外,由于12～18ns的荧光寿命对于单线多重态来说是相当长的,所以S2发射可能是由配体-中心三重态之间的跃迁造成的,如π-π3[38,39].第三,与S1发射相比[40],无论是单核酞菁还是双核酞菁,金属酞菁化合物总是比无金属酞菁化合物量子产率高,而且双核酞菁的量子产率也总是大于单核酞菁.截止到目前为止,对双核酞菁化合物荧光性质的研究仍是非常有限的,该类化合物在光学领域的应用有待于进一步开发.314 单层和多层累积LB膜在过去的十多年里,许多文献对酞菁化合物制成的LB膜的表征及应用进行了报道,希望能通过高度有序的结构来改善该类化合物的功能,其中,单核酞菁化合物应用较为广泛[41].最近,对二聚或多聚酞菁化合物的LB 膜也有少量文献报道[42],而对双核酞菁化合物的LB 膜研究则比较少.1994年,Nagao 文献对双核酞菁化合物制成的单层和多层累积LB 膜进行了详细报道,并将其与相应的单核酞菁化合物制成的膜加以比较.研究表明:单分子层LB 膜是在空气-水的界面上形成的.如果将分子尺寸考虑进去,通过对表面压-恒温区域面积的分析表明:无论是单核酞菁还是双核酞菁,其分子压缩性相差不多,抗压性也大致相同,并且都是在水表面上以滑移堆积的形式排列起来,同时分子平面平行于空气-水的界面,而且平面上分子个数大致为8个.酞菁化合物的累积LB 膜是用水平提升的方法制成的,据估算,对于单核酞菁化合物来说,组合分子的个数为4～8个,对于双核酞菁化合物来说也绝不少于此.从制成的累积LB 膜吸收强度的角独立量来看,自组装分子并不是完全无序的,而是可以有一个堆积轴平行于基质表面的滑移堆积构型.并且有证据表明,对于双核酞菁化合物的累积LB 膜,可能还有由单体分子平伏在基质表面上构成的第二种结构形式[15].315 液晶性质在众多可选作构建分子材料的分子中,酞菁化合物是最有发展前景的一类.这主要是由于其亚单元的物理化学性质(极性、极化性、氧化还原性等)以及该类化合物可以构建出不同种类的凝聚态(单晶、中间相、薄膜等).长链烷烃取代酞菁化合物形成的柱状液晶已有文献报道[43],文献认为那些中间相构成了可产生电子运输[44,45]和单线态[46]或三线态[47]能量迁移的准一维物质,这些物质可以考虑用做纳米级电子仪器中的亚微型导线.为了进一步增加亚单元的可调物理化学参量的个数,长链烷氧基取代的双核酞菁成为主要的研究对象.Dominique 对此进行了详细的报道[48].双核无金属酞菁化合物在室温至240℃表现为双重折射流动中间相,并在240℃产生了一个各向同性的相形,而在冷却过程中各向异性相又重新出现,其构型与单核酞菁的构型极为相似;而双核金属酞菁化合物在从室温至300℃表现为双重折射流动中间相.在以上两种情况中,固相只发生在室温以下,并且在此温度下由于高相对分子质量物质的粘性,固相很难被观察到.双核酞菁化合物在垂直于分子单元长轴方向上形成了一个更加有序的状态,这种结构可能与在层状面上的一个带有向列型(液晶)次序的近晶状液晶相有关.无论是在溶液还是在中间相中,双核酞菁化合物在分子平面上围绕C 2轴无转动的磁性质使该类化合物极易形成上述结构.正是由于该类化合物这种特殊的性质,人们正广泛地利用它们构建各种不同用途的分子材料.4 结论平面共享一个苯环的双核酞菁化合物以其独特的性质成为功能材料领域里最有发展前景的一类化合物.20年来,研究人员对该类化合物从合成到性质、应用进行了深入的研究,不仅发展出多种机理不同的制备方法,也详尽地阐明了该类化合物的分子(电子)结构[49～54]、谱学性质及独特的光电性质和其在工业生产中良好的催化性质;同时预见了该类化合物在光电材料领域里广阔的应用前景.相信随着研究工作的进一步深入,平面双核96第3期石鑫等:平面双核酞菁化合物的发展及应用前景07东北师大学报自然科学版第33卷酞菁化合物将成为功能材料领域里的一朵奇葩.[参 考 文 献][1] Shafrira Greenberg,Sebastian M Marcuccio,Clifford C Leznoff.Seletive synthesis of binuclear and trinuclearphatahlocuyannies covalently linked by a one atom oxygen bridge[J].Synthesis,1986,406～4091[2] Sebastian M Marcuccio,Polinal Svirskaya,Shafrira Greenberg,et al.Binuclear phthalocyanines covalently linkedthrough two and four atom bridges[J].Can J Chem,1985,63:3057～3069.[3] Leznoff C C,Greenberg S,Marcuccio S M.Binuclear‘clamshell’metallophthalocy anines[J].Inorg Chem Ac2ta,1984,89:35～38.[4] Clifford C Leznoff,Sebastian M Marcuccio,Shafrira Greenberg.Metallophthalocyanine dimmers incorporatingfive-atom covalent bridges[J].Can J Chem,1985,63:623～631.[5] Clifford C Leznoff,Polina I Svirskaya,Ben Khouw.Syntheses fo monometalated and unsymmetrially substitutedbisclear phthalocyanines and pentanuclear phthalocyanine by solution and polymer support method[J].J Org Chem,1991,56:82～90.[6] Wheeler B L,Nagasubramanian G,Bard A J.A silicon phtalocyanine and silicon naphthalocyanine synthesis,electrochemistry and electrogenerated chemiluminescene[J].J Am chem Soc,1984,106:7404～7410.[7] Herman Lam,Sebastian M Marcuccio,Polina I Svirskaya.Binuclear phthalocyanines with aromatic bridges[J].Can J Chem,1989,67:1087～1097.[8] Christian Piechocki,Jacques Simon.Synthesis and physico-chemical studies of neutal and chemically oridizenforms of bis(octaalkyloxyphthalocyaninato)lutetium[J].Chem Phy Lett,1985.122:124～128.[9] Thierry Toupanee,Vefa Ahsen,Jacques Simon.Ionoelectrohics.cation-induced nonlinear complexation:crownether-and poly(ethylene oxide)-substituted lutertium bisphthalocyanines[J].J Am Chem Soc,1994,116: 5352～5361.[10] Sebuur Merey,Ozer Bekaroglu.Synthesis and characterization of nover phthalocyanine with four riedentateNNS substituents and four chloro groups[J].J Chem Soc Dalton Trans,1999,4503～4510.[11] Abd M A EL-Chaffar.Electric studies or some metal biphthacyanine complexes[J].Thermochimica Acta,1991,178:257～262.[12] Elshereafy E,M A Abd El-Ghaffar.Eletrical and thermal studies on copper complexes of phthalocyanine andbiphthalocyanine and their derivatives[J].Thermochimica Acta,1991,186:179～185.[13] Jiang Yang,Michael Van De Mark.Synthesis of binuclear phthalocynines sharing a benzene or naphthalene ring[J].Tetrahedron Lett,1993,34:5223～5226.[14] 杨树卿,邵允,裴东光等1PDS-脱硫催化剂[P]1中国专刊:Z L8510893201,19851[15] Nagao K obayashi,Herman Lam,W Andrew Nevin1Synthesis,spectroscopy,electroch emistry,spec2troeletrochemistry,Langmuir-Blodgett of planar binuclear phthalocyanines[J].J Am Chem Soc,1994,116:879～890.[16] 杨树卿,陈彬,杜锡光1双核酞菁钴磺酸盐催化脱硫机理研究[J]1催化学报,1993,14(2):150～1541[17] 杨树卿,邵允,裴东光等1PDS脱硫技术[J]1东北师大学报(自然科学版),1990,2:109～1201[18] 陈彬,邵允,裴东光等1PDS催化脱硫反应机理的研究(Ⅰ)[J]1东北师大学报(自然科学版),1990,2:121～1261[19] 杨树卿,王素文,于维烨1PDS催化脱硫反应机理的研究(Ⅱ)[J]1东北师大学报(自然科学版),1990,2:127～1301[20] 陈彬,王晓玉,邵允等1PDS催化脱硫反应机理的研究(Ⅲ)[J]1东北师大学报(自然科学版),1990,2:131～1331[21] 陈彬,杨树卿,赵成大等1双核金属酞菁类化合物催化脱硫机理研究(Ⅲ)———M (Ⅱ)Pc -PcM (Ⅱ)的电子结构及M (Ⅱ)与Pc 间的键合方式[J ]1分子科学学报,1996,12(3):204～2101[22] 陈彬,杜锡光,杨树卿等1双核金属酞菁类化合物催化脱硫机理研究(Ⅳ)———中心金属离子对MPc -PcM催化活性的影响[J ]1分子科学学报,1996,12(3):211～2171[23] 陈彬,邵允,李连忠等1双核金属酞菁类化合物催化脱硫机理研究(Ⅴ)———MPc -PcM 与分子O 2的键合及荷移方式[J ]1分子科学学报,1996,12(3):218～2231[24] 陈彬,邵允,杨树卿等1双核金属酞菁类化合物催化脱硫机理研究(Ⅵ)———电子转移机制和催化脱硫机理[J ]1分子科学学报,1996,12(4):261～2641[25] 陈彬,杜锡光,邵允等1双核金属酞菁类化合物催化脱硫机理研究———酞菁铁催化NH 4SCN 转化及CDS脱硫机理[J ]1东北师大学报(自然科学版),1993,4:134～1361[26] 杨树卿,邵允,裴东光1PDS 脱硫技术展望[J ]1东北师大学报(自然科学版),1990,2:135～1391[27] 杜锡光,毛晓青,王晓玉等1PDS —脱硫催化剂产品检验方法[J ]1东北师大学报(自然科学版),1990,2:141～1451[28] 毛晓青,刘继红,杨树卿1PDS 脱硫技术在焦化行业应用的研究[J ]1东北师大学报(自然科学版),1995,4:55～591[29] 陈彬,王芳,付强等1双核金属酞菁的离散分Xα法研究[J ]1东北师大学报(自然科学版),1996,4:289～2921[30] 孙强,房兆龄,苏永成等1金属酞菁对碘苯的乙烯基化反应的催化研究[J ]1东北师大学报(自然科学版),1995,3:56～601[31] 李雪萍,于大勇,韩晓祥等1金属酞菁催化苯乙烯液相氧化反应[J ]1石油化工高等学校学报,1995,11(4):21～241[32] 杨树卿,邵允,裴东光1PDS -脱硫催化剂的研究与应用[J ]1石油化工,1988,17:4～111[33] 杨树卿,陈彬,邵允1双核酞菁钴磺酸盐催化脱硫机理研究I 1抗CN -中毒性能及其机理[J ]1催化学报,1990,12(6):459～4641[34] Clifford C Leznoff ,Herman Lam ,Sebastian M Marcuccio.A planar binuclear phthalocy anine and its bicobaltderbibatives [J ].J Chem Soc ,Chem Commun ,1987,699～701.[35] Lobayashi N M ,Lever A B P.Cation -or solvent -induced supermolecular phthalocy anine formation :crownether substituted phthalocyanines [J ].J Am Chem Soc ,1987,109:7433～7441.[36] K obayashi N ,Shida T ,Osa T.Synthesis spectroscopy electrochemistry and spectroelect rochemistry of a zincphthalocyanine with symmetry [J ].Chem Lett ,1992,2031～2034.[37] Muralidharan S ,Ferraudi G ,Patterson L K.Luminescence from upper electronic excited states of phthalocya 2nines [J ].Inorg Chim Acta ,1982,65:L2-5.[38] Menzel E R ,Rieckhoff K E ,Voigt E M.Relaxation mechamisms from excited singlet states and the effect ofspin -orbit coupling [J ].Chem Phys Lett ,1972,13:604～607.[39] Brannon J H ,Magde D.Picosecond laser photophysics group 3A phthalocyanines [J ].J Am Chem Soc ,1986,112:62～65.[40] Kaizu Y ,Maekawa H ,K obayashi H.Upper excited -state emission of a covalently linked porphyrin dimer [J ].J Phys Chem ,1986,90:4234～4238.[41] Fujiki M ,Tabei H ,Kuibara T.Self -assembling features of soluble Nickle phthalocyanines [J ].J Phys Chem ,1988,92:1281～1285.[42] Liu Y ,Shigehara K ,Yamada A.Electrochemistry and electrochromic behaviror of langmuir -blodgett films ofocakis -stituted rare -earth metal diphthalocyanines [J ].J Am chem Soc ,1991,113:440～443.[43] Piechaki C ,Simon J ,Skoulios A ,et al.Discotic mesophases obtained from substituted metallophthalocyanines.Toward liquid crystalline one dimensional conductors [J ].J Am Chem Soc ,1982,104:5245～5247.[44] Belarbi Z ,Maitrot M ,Ohta K.Electrical properties of condensed phases of the mexogen bis (octa -octadecy 217第3期石鑫等:平面双核酞菁化合物的发展及应用前景27东北师大学报自然科学版第33卷loxymethylphthalocyaninato)Lutetium[J].Chem Phys Lett,1988,143:400～403.[45] Belarbi Z,Sirlin C,Simon J.Electrical and magnetic properties of liquid crystalline molecular materials:Lithiumand lutetium phthalocyanine derivaties[J].J Phys Chem,1989,93:8105～8110.[46] Blanzat B,Barthou C,Tercier N.Electrical and magnetic properties of octasubsti tued phthalocyanine deriva2tives[J].J Am Chem Soc,1987,109:6193～6194.[47] Markovitsi D,Tran-Thi T H,Brois ster indeced triplet excitons in the column phases of an octasubsti2tuted metal free phthalocyanine[J].J Am Chem Soc,1988,110:2001～2002.[48] Dominique Lelievre,Louis Bosio,Jacques Somon.Dimeric substituted copper phthalo cyanine liquid crystals,synthesis,characterization and magnenic properties[J].J Am Chem Soc,1992,114:4475～4479.[49] 陈彬,付强,赵成大等1双核金属酞菁化合物电子结构研究———自由双核酞菁分子的电子结构[J].东北师大学报(自然科学版),1993,4:130～133.[50] 陈彬,付强,赵成大等1双核金属酞菁化合物电子结构研究———双核酞菁分子的电子结构[J].东北师大学报(自然科学版),1993,4:138～140.[51] 付强,陈彬,赵成大等1金属卟啉和金属酞菁的化学结构和电子结构[J].东北师大学报,1993,4:144～146.[52] 付强,陈彬,赵成大等1双核金属酞菁化合物电子结构研究———双核酞菁镍分子的电子结构[J].东北师大学报(自然科学版),1993,4:147～149.[53] 陈彬,付强,赵成大等1双核金属酞菁化合物电子结构研究———酞菁铁催化脱硫电子转移机制[J].东北师大学报(自然科学版),1993,4:150～152.[54] 赵成大,付强,陈彬1M(POR)与M(Pc)催化过程中的电子转移机理———电子的隧道迁移[J]1东北师大学报(自然科学版),1993,4:124～1291The synthesis,properties and application of planarbinuclear phthalocyanine which share a benzene ringSHI Xin,GUO Zhuo,WAN G Chun2lei,L UO Yan,DU Xi2guang,ZHAO Bao2zhong,CHEN Bin(Faculty of Chemistry,Northeast Normal University,Changchun130024,China)Abstract:The synthesis,properties and application of planar binuclear phthalocyanine and its derivatives,in which two phthalocyanine units share a common benzene ring,are described. The article introduce the development and the main method of synthesis,as well as its catal2 ysis,redox,fluorescence,LB film,liquid crystals properties.In the end,the prospect of this kind of compound is provided.K eyw ords:binuclear phthalocyanine;synthesis;property;application。