Строение, свойства и получение металлофталоцианина и его замещенных - Разработка эффективных методов синтеза новых макроциклов порфиринового ряда

Химия фталоцианина (Рс) и его металлокомлексов (МРс) началась с его случайных открытий фталоцианина. Линстед с сотрудниками были первыми исследователями по установлению структуры и изучению свойств этих соединений /1/.

Фталоцианины являются типичными ароматическими соединениями. Они имеют плоское строение, число р-электронов подчиняется правилу Хюккеля (4n + 2). Ароматический характер Рс подтверждается выравненностью связей в молекуле: длина всех шестнадцати C-N связей в макроцикле (134 нм) очень близка к длине С-С связей в бензольных ядрах (139 нм) /2/.

Важным свойством фталоцианиновых молекул является их способность координировать ионы металлов, при этом происходит выключение из сопряжения четырех эквивалентных у-связей М-N /3, 4/.

В настоящее время, известны комплексы фталоцианина практически со всеми металлами. Наиболее полно вопрос о стабильности этих соединений исследован Березиным /3/.

Уникальность строения фталоцианинов определяет их необычные физико-химические свойства. Фталоцианины представляют собой кристаллические вещества от красновато-голубого до зеленого цвета в зависимости от природы металла, заместителей и кристаллической модификации. Особенностью МРс является их полная нерастворимость в воде и ограниченная растворимость в органических растворителях, что является следствием их высокой гидрофобности и высокой энергии молекулярной решетки /4/. Даже в таких растворителях как б-хлорнафталин, хинолин, тетрагидрофуран, диметилформамид и диметилсульфоксид, они имеют слабую растворимость. Наилучшим и практически единственным растворителем для металлофталоцианинов является концентрированная серная кислота (С > 8 моль/л). Незамещенные фталоцианины обладают повышенной термической устойчивостью /5 - 7/.

К важным свойствам фталоцианина относится их устойчивость к действию света, высоких температур, сильных кислот и оснований; деструкция макроцикла происходит только под действием сильных окислителей /6/.

Важная особенность строения молекулы фталоцианина является возможность варьирования ее химической структуры, которое может быть осуществлено по трем направлениям: по центральному атому металла, по экзоциклическим атомам азота и по бензольным кольцам, не входящим в основную хромофорную систему.

Одним из направлений химической модификации фталоцианина является функциональное замещение по периферии, т. е. введение в бензольные кольца заместителей. К настоящему времени известно огромное количество замещенных фталоцианинов, различающихся между собой количеством (от одного до шестнадцати), местоположением и природой функциональных заместителей /8, 9 - 12/.

Природа, количество и местоположение заместителей существенно влияет на различные свойства фталоцианинов. Так, например, введение в бензольные кольца молекулы Рс галогено-, амино-, и нитрогрупп приводит к ухудшению и без того ограниченной растворимости Рс в органических растворителях /8, 9, 11, 12/. Природа заместителя влияет также и на способность Рс к сублимации. Присутствие в молекуле объемных групп повышает склонность соединений к сублимации по сравнению с незамещенными Рс, что объясняется более рыхлой упаковкой молекул в кристалле /13/.

Похожие статьи




Строение, свойства и получение металлофталоцианина и его замещенных - Разработка эффективных методов синтеза новых макроциклов порфиринового ряда

Предыдущая | Следующая