吡啶卟啉的合成与自组装研究
——文献综述
摘要：自从穴状配体和穴状体被报道以来，三维立体具有空腔的笼形化合物在合成以及应用方面得到快速的发展。首个多卟啉三维体系结构的合成采用的便是通过共价键的自组装。目前，采用模板导向合成的方法组装有序的分子结构是研究人员用于制备新型化合物、合成具有高复杂性的卟啉纳米环的有效途径。模板导向合成方法即是令卟啉或卟啉中心金属与相应的模板进行相互作用形成金属卟啉前体，继而通过相互反应最终形成环状多卟啉结构。获得的环状多卟啉化合物可以作为主体与多吡啶分子、富勒烯等其他客体之间发生复杂的反应，在许多领域具有广泛的应用。
关键词：卟啉；自组装；金属化
一、文献综述
1. 引言
卟啉是一类用四个吡咯类亚基的alpha;-碳原子通过亚甲基桥互联而形成的大分子杂环化合物，能够协调过渡金属离子在其中心形成金属卟啉。卟啉分子的表面较大，具有刚性，是自组装领域中分子砌块的主要类型之一。分子自组装是指分子在热力学平衡条件下，通过化学键自发组合形成结构稳定、复杂有序且具有某种特定功能的分子聚集体或超分子结构的过程。卟啉分子的自组装可控制周边官能团的位置与方向，轴向配体周围的空间大小和相互作用方向，此外还可控制卟啉之间存在的相互作用。卟啉独特的结构和性质对自然系统中具有复杂结构的自组装进行了解和研析，可以展开功能分子的设计、合成及其应用的探究。
在前期的研究和发展过程中，分子笼状和环状卟啉以其在催化、药物输送、分子器件与分子机器等方面有巨大的发展潜能引起了科学家们极大的关注。Anderson和Sanders等人[1]首先采用模板导向合成的方法制备了环状卟啉低聚物，高效地利用模板导向合成法制备了环状多卟啉化合物，他们将含有不同数量吡啶基的化合物作为模板通过Glaser炔基偶联，成功制备了环状刚性双卟啉以及环状三卟啉，并且产率可以达到70%左右，具有相对较高的合成产率，在以四联吡啶作为模板可合成环状的四聚体产率高达甚至超过90%[2]。
卟啉环的设计以及模板导向法的应用引起了更多科学家的关注。在一定领先学术研究的铺设以及指导下，以 Lindsey 课题组以及 Gossauer 课题组通过采用类似的模板导向合成法和 Sonogashira 偶联反应也成功地合成了一些其他具有特定重要特质的固化卟啉纳米环。此外，Aida课题组采用有效的模板导向合成法合成了一系列复杂的环状卟啉二聚体，其中该二聚体可通过电子转移封装富勒烯。
