直接相连的Porphyrin-BODIPY杂化体的战略构建

qianduan

       具有特定构型的卟啉阵列在光电器件、传感器、非线性光学（NLO）材料、光动力治疗染料、染料敏化太阳能电池和光合作用体系模拟等方面具有较好的应用前景，引起科学家们极大的兴趣。自从光吸收天线化合物LH1和LH2的结构被发现后，人们为模拟光吸收天线化合物的合成做出了大量的工作。在这些模型物中，卟啉及BODIPY化合物在光合作用活性中心模型物、太阳能电池及化学传感器等领域具有潜在的应用。卟啉在400-450 nm的范围具有较强的吸收，但在450-550 nm范围的吸收较弱，而BODIPY在这一范围的吸收较强，从BODIPY到卟啉的激发态能量迁移具有较高的效率，因此BODIPY可以作为卟啉的补充吸光色素。文献上报道了许多Porphyrin-BODIPY杂化体，它们通过共价键或非共价键相连。大多数共价键连接的Porphyrin-BODIPY杂化体通过桥相连，基于空间因素和电子偶合作用影响Porphyrin和BODIPY之间的能量迁移速度，而有关直接相连的Porphyrin-BODIPY杂化体的报道较少。

       湖南师范大学的宋建新教授课题组采用卟啉单体作为原料，先经Suzuki偶联将吡咯修饰在卟啉的meso位，再通过酸催化分别与单醛、多醛反应，进一步氧化和硼修饰，高产率组装得到多维卟啉-BODIPY杂化体，包含卟啉二聚体、三聚体、四聚体、五聚体、六聚体以及九聚体，产率均在50%左右。他们一次可以获得250 mg左右的九聚体，在多聚卟啉阵列组装方面是难能可贵的，该工作为多维卟啉阵列以及多色素复合体的构筑提供了新的思路。二、三、四聚体阵列的结构还得到晶体数据的支持，晶体数据表明：这些杂化体中卟啉与卟啉几乎是平行的，卟啉平面与BODIPY平面接近垂直，光物理性能研究和DFT计算表明这些杂化体内部存在明显的电荷迁移过程。由于具有独特的排列方式，这些目标化合物在主客体化学和光合作用体系模拟等方面具有潜在的应用价值。相关成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上。