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卟啉分子具有独特的物理化学性质,它在光合作用中心模拟、信息存储、气体传感器、显色剂、抗癌药物、非线性光学材料、液晶材料、催化剂材料及功能分子器件等方面有广泛的应用前景。近年来,通过非共价键相互作用形成的卟啉聚集体在功能卟啉材料设计中表现出更为广阔的应用发展前途。我们利用分子光谱方法来研究形成环境对卟啉聚集体形成结构的影响、高压下卟啉聚集体的结构变化规律以及不同取代基团对卟啉聚集体结构随压强响应的影响,得出结论如下:(1)通过挥发10-5M质子化的四苯基卟啉(Tpp)二氯甲烷溶液的方法形成TppJ聚集体,根据在不同酸、溶剂和取代基团条件下形成卟啉聚集体的电子吸收光谱和拉曼光谱,建立了卟啉聚集体分子不同取向模型,该模型很好地解释了实验中的光谱现象,为此类聚集体形成结构的判断提供了一定光谱依据。(2)结合金刚石对顶砧(DAC)和显微共聚焦拉曼光谱技术,测量了四苯基卟啉J聚集体在13GPa内的高压拉曼光谱,得出了规律性的结论:1、卟啉聚集体结构的变化在加压和卸压过程是可逆的;2、在加压过程中,各个拉曼谱带都近线性地向高波数方向移动,没有新峰的出现、谱线劈裂和频移-压强曲线斜率的陡然变化,说明四苯基卟啉J聚集体在13GPa内没有明显的相变发生;3、随压强的增加苯环ψ3 C-C面内伸缩振动的强度增强,表明卟啉分子中苯环与卟吩环的二面角随压强的增加而减小,因而卟啉分子在分子弹簧垫圈方面有潜在的应用前景。本实验也为研究同类卟啉体系中卟吩环与取代芳香环之间的二面角提供了新的方法。(3)测得了四种中位芳香基取代卟啉Tpyp、Tnpp、Tmpp和Tspp J聚集体常压下的紫外-可见吸收光谱、拉曼光谱以及高压下的拉曼光谱。得出了以下规律性结论:1、此类卟啉聚集体在13Gpa内无相变发生。2、高压拉曼光谱的高波数(1010-1600cm-1)和低波数(200-350cm-1)区的斜率远大于中等波数(350-1000cm-1)区。3、芳香环ψ3 C-C面内伸缩振动强度的增强是芳香环与卟吩环之间二面角减小和基态π电子云离域效应共同作用的结果。根据芳香环ψ3 C-C面内伸缩振动强度随压强变化的斜率,得出分子弹簧垫圈的劲度系数可以通过调节取代基团来实现,为将来分子器件方面的应用奠定基础。