4C4-TPP卟啉聚集體的光譜研究

王雪麗

（吉林工商學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130507）

4C4-TPP卟啉聚集體的光譜研究

王雪麗

（吉林工商學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130507）

在一定的溶液條件下，卟啉分子經(jīng)自組裝而形成卟啉聚集體。通過改變卟啉濃度和改變?nèi)芤涵h(huán)境兩個(gè)途徑誘導(dǎo)四-［3-甲氧基-4-（N-咔唑）正丁氧苯基］卟啉（4C4-TPP）聚集，利用吸收光譜，熒光光譜，對(duì)聚集前后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。從紫外-可見光譜和熒光光譜的結(jié)果看出，濃度小于3.34×10-6M時(shí)，4C4-TPP 不僅分子內(nèi)、分子間沒有發(fā)生共軛作用，而且分子的對(duì)稱性和平面性也都沒有變化，4C4-TPP 以單體形式存在的，當(dāng)濃度大于3.34×10-6M后分子構(gòu)型發(fā)生變化。變化有可能來自于分子內(nèi)，也可能來自于分子間。

分子自組裝；聚集體；卟啉

研究發(fā)現(xiàn)，J-聚集的主要形成因素如下：（1）靜電的引力作用（2）卟吩發(fā)色團(tuán)分子間的氫鍵作用（3）疏水作用［2］。本文利用UV-Vis光譜，熒光光譜，研究meso-位連有咔唑的卟啉化合物在水-四氫呋喃體系中的聚集情況，進(jìn)而為控制卟啉化合物的聚集提供理論基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要藥品、試劑及測(cè)量?jī)x器

四氫呋喃為國(guó)產(chǎn)色譜純，其它為國(guó)產(chǎn)分析純；日本的RF-5301PC熒光光譜儀；日本的UV-2550紫外光譜儀。

1.2 四氫呋喃中卟啉聚集的光譜研究

由圖1a可以看出，在濃度范圍7.58×10-6M～1.42× 10-7M中，4C4吸收值（λ=427m）與濃度呈線性關(guān)系。

圖1b為隨濃度的變化Q帶四個(gè)峰的峰位強(qiáng)度的變化情況。文獻(xiàn)中指出了這四個(gè)峰中低能量區(qū)653nm，596nm對(duì)卟啉環(huán)境中的金屬離子，構(gòu)型及軸向配體等十分敏感，而517nm，554nm對(duì)卟啉結(jié)構(gòu)變化不敏感。

圖1 b為4C4-TPP在四氫呋喃溶液中，Q帶四個(gè)峰的吸收值隨濃度大小的變化曲線比較。濃度范圍為4.35×10-5M～1.42× 10-7M。

該圖說明了隨著濃度大小的變化，卟啉的構(gòu)型產(chǎn)生了變化。隨濃度的變化，發(fā)射峰的最高位置卻幾乎沒發(fā)生變化。但是發(fā)射峰位的強(qiáng)度發(fā)生了明顯的變化（圖2a）。由圖2a得知，當(dāng)卟啉處于濃度為3.15×10-6M時(shí)，熒光強(qiáng)度反而由不再上升改變?yōu)橄陆档内厔?shì)，結(jié)果說明了卟啉化合物結(jié)構(gòu)在此點(diǎn)對(duì)應(yīng)的濃度下發(fā)生了變化。卟啉分子單體間的共軛作用增強(qiáng)以及卟啉平面剛性的減弱都可使熒光峰強(qiáng)度的下降。

圖2 四氫呋喃中卟啉濃度不同時(shí)熒光發(fā)射峰強(qiáng)度和紫外吸收?qǐng)D譜

圖中各點(diǎn)的濃度由大至小分別為53.54，26.57，8.78，6.72，3.15，1.54，0.791，0.423，0.223×10-6M。激發(fā)峰位為427nm。

圖2b為不同Water-THF（V：V）中4C4的紫外吸收?qǐng)D譜。圖中箭頭所示為四氫呋喃含量最高和四氫呋喃含量最低的圖譜。

1.3 四氫呋喃-水中卟啉的光譜研究

圖2b右圖，水含量的變化增大，紫外吸收峰位也逐漸紅移，由427nm移至440nm，譜帶變寬。此時(shí)4C4-TPP產(chǎn)生了J-聚集。

2 結(jié)論

由熒光結(jié)果的描述可見，當(dāng)濃度大于3.15×10-6M后，熒光的強(qiáng)度顯著變?nèi)?。濃度增加?dǎo)致熒光降低的原因可能原因?yàn)椋?-4］：（1）分子之間的共軛作用增強(qiáng)；（2）分子內(nèi)部共軛作用變強(qiáng)；（3）分子的平面剛性減弱。這說明濃度小于3.15×10-6M時(shí)，4C4分子本身的對(duì)稱構(gòu)型并沒有發(fā)生改變。因此在小于3.15×10-6M這個(gè)濃度時(shí)，4C4-TPP是以單體形式存在的，而大于3.15×10-6M這個(gè)濃度時(shí)，分子的構(gòu)型產(chǎn)生改變。這種變化可能來自于分子內(nèi)部或者來自于分子間的作用。改變?nèi)芤涵h(huán)境誘導(dǎo)卟啉4C4-TPP產(chǎn)生J-聚集聚集，為進(jìn)一步研究研究卟啉聚集體奠定了基礎(chǔ)。

［1］ 趙小菁，阮文娟，朱志昂，等.卟啉-salen化合物的合成及譜學(xué)性質(zhì)研究［J］.2006，26（8）：2～3.

［2］ 褚明福，劉洋，郭燦城.卟啉化合物結(jié)構(gòu)和熒光性能的關(guān)系［J］.精細(xì)化工中間體，2002，32（4）：24～25.

［3］ 金瑞祥，馮喜增，何錫文.磺基化四苯基卟啉聚集體溶液狀態(tài)的研究［J］.分析科學(xué)學(xué)報(bào)，1997，（13）：197.

Study on the 4C4-TPP Porphyrin Aggregation

Wang Xue-li

This paper uses 4C4-TPP to elucidate the solvent effects on the porphyrin aggregation measured by absorption spectrum，fluorescent spectrum.Based on the results of uv-vis spectra and fluorescence spectra showed that 4C4-TPP molecular planarity and symmetry did not change when the concentration is lower than 3.34×10-6mol/L.4C4-TPP existed in the form of monomer.When the concentration was greater than 3.34×10-6mol/L molecular confi guration changed.This change maybe come from within molecules，also come from between the molecules.

Self-assembly；aggregate；porphyrin

Q523

A

1003-6490（2016）07-0107-01

2016-07-28

王雪麗（1979—），女，漢吉林長(zhǎng)春人，講師，主要研究方向?yàn)樯锘瘜W(xué)與分子生物學(xué)。