Синтез и свойства замещенных фталоцианинов, содержащих фрагменты насыщенных гетероциклов

• Автор: Федотова, Анастасия Игоревна
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Содержание
Введение.

1. Литерату рный обзор

1.1. Строение фталоцианина и его металлокомплексов.

1.2. Синтез фталоцианина и его металлокомплексов.

1.3. Синтез и свойства замещенных фталоцианипов.

1.3.1. Тетразамещенныс фтал о цианины.

1.3.2. Октазамещенные фталоцианины.

1.3.3. Методы получения замещенных фталонитрилов

1.4. Спектроскопия фталоцианинов

1.4.1. Колебательная спектроскопия

1.4.2. Электронные спектры поглощения.
1.4.3. Спектры ядерного магнитного резонанса
1.5. Области возможного применения
1.5.1. Каталитические свойства
1.5.2. Электрокаталитическис свойства.
1.5.3. Жидкокристаллические свойства
1.5.4. Фотохимические свойства
2. Экспериментально методическая часть.
2.1. Синтез 4гетерил5ациламинофталонитрилов
2.1.1. Синтез 4гетерил5аминофталонитрилов
2.1.2. Синтез 4морфолин4ил5ациламинофталонитрилов
2.2. Синтез 4гетерил5арилоксифенилсульфанилфталонитрилов.
2.3. Синтез смешанозамещенных фталоцианинов.
2.4. Синтез тетра4гетерилкарбонилфталоцианинов меди.
2.5. Методики исследования
2.5.1. Элементный анализ
2.5.2. Электронная и колебательная спектроскопия
2.5.3. Определение температуры плавления
2.5.4. ЯМР Н спектроскопия.
2.5.5. Хроматомассспектрометрия.
2.5.6. Исследование растворимости
2.5.7. Исследование термоокислительной устойчивости
2.5.8. Исследование жидкокристаллических свойств.
2.5.9. Исследование электрокаталитивеских свойств
2.5 Исследование каталитических свойств
2.5 Исследование кислотноосновных свойств.
2.5 Исследование фотохимических свойств
2.5 Исследование красящих свойств
3. Обсуждение результатов
3.1. Синтез дизамещенных фталонитрилов.
3.2. Синтез смешанозамещенных фталоцианинов
3.3. Синтез тетра4гетерилкарбонилфталоциаиинов меди
3.4. Перспективы практического использования.
3.4.1. Устойчивость к термоокислительной деструкции
3.4.2. Исследование растворимости
3.4.3. Кислотноосновные свойства.
3.4.4. Жидкокристаллические свойства
3.4.5. Электрокаталитические свойства.
3.4.6. Каталитические свойства
3.4.7. Фотохимические свойства
3.4.8. Исследование красящих свойств
Основные результаты и выводы
Список литературы


Замкнутые тс электронные оболочки, образованные шестью тс электронами каждого из бензольных колец, участвуют в очень слабом взаимодействии с тс электронами макрокольца. Молекула фталоцианина является многоконтурной сопряженной системой. В зависимости от типа химической реакции или физического процесса в качестве главного контура выступает либо макрокольцо, либо бензольные кольца. С точки зрения хромофорных свойств, главным является макрокольцо, бензольные кольца оказывают на него возмущающее действие 1, . Атомы в молекуле фталоцианина нумеруют согласно номенклатуре ИЮПАК цифры указаны внутри кольца или рациональной номенклатуре, учитывающей генетическую связь с производными соответствующих фталевых кислот цифры снаружи кольца рис. В практически плоском цикле фталоцианина четыре атома азота в положении 6, , и , связывающие фрагменты изоиндола, называютщеэоатомами. Рис. Рис. Внутрициклические атомы водорода способны замещаться катионами металлов с образованием соответствующих металл офталоцианинов МРс рис. В научной и учебной литературе часто принято придерживаться при написании структурных формул фталоцианина с изображением фиксированных двойных и одинарных связей рис. В данной работе будет использоваться эта форма записи. Фталоциаиин и металлокомплексы на его основе существуют в различных кристаллических модификациях. В работах с помощью данных ИК спектроскопии, ЭПР, рентгеновской дифракции, а также измерений магнитной восприимчивости и электропроводности изучены свойства а, Р, у и еполиморфных форм безметального фталоцианина и его комплекса с медью. Полученные результаты подтверждают возможность существования всех 4х полиморфных форм, имеющих моноклинную структуру с различными постоянными кристаллической решетки, что объясняется различием межплоскостных расстояний, молекулярных ориентаций и межмолекулярных взаимодействий. Наиболее изученными являются четыре две а устойчивая и неустойчивая, р и умодификации, которые отличаются друг от друга по цветовым оттенкам и свойствам. Практическое значение имеют, главным образом, а и рмодификации 1. При синтезе МРс любым способом образуется Р модификация, легко переходящая в неустойчивую амодификацию при осаждении МРс водой из раствора в концентрированной серной кислоте или при возгонке в вакууме с осаждением на подложке при температуре ниже 0 С 1. При действии органических растворителей или нагревании выше 0 С неустойчивая модификация снова переходит в р модификацию. При растворении МРс в разбавленной серной кислоте концентрация ниже получается умодификация. Собственно фталоцианин Н2Рс и его замещенные могут быть получены несколькими способами. В работе приводятся данные по синтезу лигандов из фталонитрила в присутствии апкоголятов щелочных металлов в вы сококипящих спиртах через получение лабильных комплексов с натрием или литием с последующей их деметаллизацией действием минеральной кислоты. В Ивановском государственном химикотехнологическом университете был разработан универсальный способ синтеза различных безметальных фталоцианинов, заключающийся в сплавлении соответствующих ароматических и гетероароматических нитрилов со щлочью и последующей промывке водой и разбавленной соляной кислотой с целыо деметаллизации . Кроме того, для получения Н2Рс предложен низкотемпературный электросинтез и синтез с применением микроволнового излучения . Показано преимущество последнего по сравнению с методом конвективного нагревания, так как значительно уменьшается время реакции, а выход продукта остается примерно такой же . Безметальные фталоцианины могут быть использованы для синтеза мсталлокомплексов. Однако МРс довольно редко получают таким способом. Чаще всего их получение осуществляют темплатным синтезом из промежуточных продуктов фталоцианогенов в присутствии источников ионов металлов. Синтез и свойства металлокомплексов фталоцианина и его замещенных приведены в многочисленных статьях, обзорах и монографиях 1, , . Анализ огромного экспериментального материала но синтезу МРс позволяет выделить следующие методы получения схема 1. Схема 1.