卟啉和金属卟啉化合物广泛存在于自然界的生命体中,金属卟啉与蛋白质的协同组装体构成了生物体的基本活性功能中心,比如光合作用中的功能中心为蛋白质-叶绿素复合体。对金属卟啉蛋白质功能中心的研究和模拟,有助于加深对功能中心结构与功能关系的理解,推动新型功能复合材料的开发和应用。本文通过嵌段共聚物和金属卟啉组装构筑新型功能化复合胶束体系,从而实现对光合作用中蛋白质环境的模拟,在增强金属卟啉稳定性的同时,发挥协同效应,全文分为三个主要部分介绍相关工作。第一部分工作采用嵌段共聚物聚乙二醇-b-聚4-乙烯基吡啶(PEG-b-P4VP)与金属四苯基卟啉(Metallo-TPP)进行配位组装,形成具有核壳结构的复合胶束,以实现疏水性金属卟啉在水溶液中的功能化。胶束的核由P4VP/Metallo-TPP组成,胶束的壳由亲水性的PEG组成,从而保证胶束在溶液中的稳定存在。当4VP/Metallo-TPP比值(R值)较低时,金属卟啉在胶束核内发生较为严重的聚集,从而导致荧光淬灭,减少了对其起破坏作用的单线态氧的产生,使金属卟啉的光学稳定性得到了增加。当R值较高时,胶束核可以有效防止卟啉之间的聚集,并且抑制金属卟啉之间的电子回转,因此复合胶束具有较高的电子转移效率,通过光催化还原甲基紫精的实验得到了很好验证。此外,利用复合胶束催化2,3-二溴-3-苯基丙酸盐(DPP)进行脱溴反应时,疏水反应底物DPP能够富集在聚合物胶束表面并进入核区进行反应,生成产物肉桂酸钠(SC),这表明复合胶束还具有纳米反应器的功能,从而扩大了金属卟啉的使用范围。在第二部分工作中,研究水溶性5,10,15,20-四-(4-对磺酸基苯基)-镁卟啉(MgTPPS)在静电胶束和配位胶束中的稳定性和光学活性。利用嵌段共聚物聚乙二醇-b-聚赖氨酸(PEG-b-PLys)与MgTPPS通过静电作用制备静电复合胶束,同时利用嵌段共聚物PEG-b-P4VP与MgTPPS通过配位作用构成配位胶束。结果表明,MgTPPS在静电胶束中能够有效防止水解的发生,具有较好的水解稳定性。但是在静电胶束中MgTPPS产生单线态氧的能力较强,因而光学稳定性较差,催化活性不高。与静电胶束不同,配位胶束具有比较致密的核结构,MgTPPS产生单线态氧的能力较弱,从而使MgTPPS在配位胶束中具有很高的光学稳定性和光学活性。但是由于缺乏与氢质子的静电排斥作用,MgTPPS在配位胶束中存在一定的水解现象。第三部分工作通过构筑由富勒烯(C60)、金属卟啉和嵌段共聚物组装形成的复合胶束体系,以实现对人工光合系统的模拟。首先利用超声辅助嵌段共聚物与C60组装而得到复合胶束体系。再通过静电相互作用,使ZnTPPS组装到胶束中,从而形成嵌段共聚物、C60和金属卟啉组装的复合胶束体系。结果表明,该复合胶束体系不仅可以保证ZnTPPS在酸性条件下稳定存在,而且由于C60分子存在,增加了复合胶束在紫外区的吸光范围,促进了电子在胶束中的快速传递,从而增强了金属卟啉在胶束中的光学稳定性和光学活性。