卟啉作为共轭四吡咯大环的代表性化合物,在生物、医学、材料科学和催化等领域有广泛应用。卟啉在自然界中极为重要,因为自然界中很多功能例如氧的传递、光合作用、电子传输和能量产生等都离不开卟啉化合物。由于其特有的18π共轭芳香大环结构所表现出来的多种有趣性质,卟啉又被称为生命的颜料,近年来引起越来越多关注。卟啉可以很方便地在β位和meso-位进行修饰,引入各种取代基,得到各种不同的结构,从而实现不同的性能。随着对卟啉研究的深入,异卟啉领域也迅速发展。研究表明,虽然与普通卟啉有一定相似性,但是通过改变卟啉大环结构得到的异卟啉可实现普通卟啉所不具备的新颖而有趣的性质,如稳定特殊价态金属离子、阴离子识别、与Hückel芳香性不同的Möbius芳香性、近红外荧光性质和构建新型超分子体系等,具有重要的理论意义和应用价值。因此设计合成结构新颖的异卟啉化合物一直是一项巨大的挑战。 南京大学化学化工学院沈珍教授课题组多年来一直致力于新型异卟啉的设计合成与应用研究。2008年,该课题组设计合成的三元卟啉化合物开辟了卟啉领域一个新的分支(J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16478-16479)。同年,其设计合成的六元杂环卟啉作为一种近红外染料和良好的汞离子探针也引起了人们极大的关注(Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 38, 3689-3691)。 最近,该课题组在异卟啉合成领域又取得了重要进展,他们通过设计合成一种新型的构筑单元,首次成功的将噻吩吡咯引入卟啉体系中(Angew. Chem., Int. Ed. 2012, early view, DOI: 10.1002/anie.201204954)。该化合物是首例在常温下能够稳定存在的具有20-π电子、非芳香性、平面结构的卟啉衍生物。与普通卟啉相比,该卟啉分子对称性降低,存在外围N原子,具有独特的互变异构性质。同时由于错位吡咯噻吩环的存在,该卟啉的反应活性也较一般的卟啉更为特殊,在化学或电化学条件下很容易引发自由基。该化合物的合成对人们合成新型功能化卟啉具有很好的参考借鉴价值。 |
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