酞菁化合物合成及光谱性能研究
金属酞菁的合成及表征
金属酞菁的合成及表征摘要：以邻苯二甲酸酐、无水CoCl2、尿素为原料，以(NH4)2MoO4为催化剂，采用金属模版法合成酞菁钴，提纯后，产物再用紫外可见光谱进行表征。
关键词：酞菁钴提纯紫外可见光谱一. 前言：酞菁类化合物是四氮大环配体的重要种类，具有高度共轭π体系。
他能与金属离子形成金属酞菁配合物，其分子结构式如图。
这类配合物具有半导体、光电导、光化学反应活性、荧光、光记忆等特性。
金属酞菁是近年来广泛研究的经典金属类大环配合物中的一类，其基本结构和天然金属卟啉相似，具有良好的热稳定性，因此金属酞菁在光电转换、催化活性小分子、信息存储、生物模拟及工业染料等方面有重要的应用。
金属酞菁的合成方法主要是模版法，即通过简单配体单元与中心金属离子的配位作用，然后再结合成金属大环配合物，金属离子起模版作用。
二．实验部分：A.主要试剂、仪器邻苯二甲酸酐尿素钼酸铵无水CoCl2 煤油无水乙醇2%盐酸蒸馏水台秤研钵三颈瓶（250ml）空气冷凝管圆底烧瓶铁架台玻璃棒可控温电热套电炉抽滤装置B.实验步骤1. 称取邻苯二甲酸酐5.6g，尿素9.0g和钼酸铵0.5g与研钵中研细后加入0.9g无水氯化钴，混匀后马上移入250ml三颈瓶中，加入70ml煤油，加热（190℃）回流2h左右，在溶液由蓝色变为紫红色后停止加热，冷却至70℃左右，加入10~15ml无水乙醇稀释后趁热抽滤。
2. 将滤饼加入2%盐酸煮沸后趁热抽滤，再将滤饼加入去离子水煮沸后抽滤，滤饼再加入碱液煮沸抽滤，重复上述步骤2~3次，直至滤液接近无色。
3. 将产品放在表面皿上在70℃真空干燥6h，干燥好后取少量样品溶于二甲基亚砜中，做紫外可见光谱分析。
三．结果与讨论：A.原料：邻苯二甲酸酐5.6g，尿素9.0g，钼酸铵0.5g，0.9g无水氯化钴产品:酞菁钴2.00g 产率：50.3%B.现象分析1. 在回流过程中空气冷凝管和三颈瓶的上部出现了白色的结晶，但是溶液却一直沸腾，触摸三颈瓶上部发现温度很低。
酞菁金属配合物的合成及其光物理性质测定
福州大学化学化工学院本科实验报告课程名称：综合化学实验酞菁金属配合物的合成及其光物理实验项目名称：性质测定实验室名称：怡山校区科学楼学生姓名：林健怡学号：040802221学生所在学院：化学化工学院年级、专业：08级化学类实验指导教师：刘见永2011年11月11日引言酞菁是一个大环化合物，环内有一个空穴，可以容纳铁、铜、钴、铝、镍、钙、钠、镁、锌等金属元素，并结合生成金属配合物，金属原子取代了位于该平面分子中心的两个氢原子。
由于与金属元素生成配位化合物，所以在金属酞菁分子中只有16个π电子．又由于分子的共轭作用，与金属原子相连的共价键和配位键在本质上是等同的。
迄今为止，已有5000多种的酞菁化合物被制备出来。
酞菁不仅仅是一种着色剂，更重要的是它是一种多功能材料。
衍生物的应用已涉及到化学传感器中的灵敏器件、电子发光器件、太阳能电池材料、光盘信息记录材料、电子照相材料、液晶显示材料、非线性光学材料、燃料电池中的电催化材料、合成金属和导电的聚合物，其金属络合物也有催化性能【1】。
酞菁金属配合物可由不同的方法制备，主要分为插入配位合成法（简称插入法）和“模板”反应合成法。
插入法先合成无金属酞菁，再与金属盐反应，这类方法的缺点是产率较低（一般仅为20-30%），而且产物中常混有无金属酞菁，不易分离纯化，近年来已较少采用。
“模板”反应合成法（简称“模板”法）是以中心金属作为“模板剂”与可形成酞菁环的“分子碎片”直接发生“模板反应”制得金属酞菁配合物的方法。
这种方法合成步骤较少，产率较高（一般在30%以上），产物中无金属酞菁含量较低，较易提纯。
近年来被广泛采用。
常见的“模板”反应合成金属酞菁配合物的方法有钼酸铵催化法，惰性溶剂法和DBU 液相催化法。
目前常用的模板反应合成方法如图1。
图1 “模板”反应合成法示意图其中，R1、R2、R3、R4可以是氢原子或其它取代基，如羧基、酰氨基、腈基、硝基、磺酸基、卤素、烷氧基等。
有机金属酞菁类化合物及其非线性光限幅特性(论文)
[Review]物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao )Acta Phys.-Chim.Sin.2015,31(4),595-611April Received:December 8,2014;Revised:February 2,2015;Published on Web:February 2,2015.∗Corresponding authors.WANG Shuang-Qing,Email:g1704@.YANG Guo-Qiang,Email:gqyang@;Tel:+86-180********.The project was supported by the National Key Basic Research Program of China (973)(2011CBA00905)and National Natural Science Foundation of China (21261160488).国家重点基础研究发展规划项目(973)(2011CBA00905)和国家自然科学基金(21261160488)资助©Editorial office of Acta Physico-Chimica Sinicadoi:10.3866/PKU.WHXB201502023有机金属酞菁类化合物及其非线性光限幅特性陈军1,2王双青2,*杨国强2,*(1江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州341000;2中国科学院化学研究所光化学重点实验室,北京国家分子科学中心,北京100190)摘要:随着激光技术的快速发展,激光武器的性能也越来越优越,所造成的危害也越来越大,各国开始加大力度对激光防护材料进行研究.酞菁化合物具有限幅窗口宽、限幅效果明显、响应迅速等特点,是一类非常具有应用前景的光限幅材料.当前,制备出限幅性能好、稳定性强的酞菁光限幅材料成为激光防护材料领域中的研究热点.本文评述和总结了近几年在酞菁光限幅材料方面开展的系统研究工作,首先介绍了酞菁化合物实现光限幅效应的机制,并在此基础上详细分析了影响光限幅效应的因素以及光限幅器件化过程对酞菁光物理和光限幅性能的影响机理.根据分析结果提出了在基础和应用研究方面存在的科学问题,指出了该类型光限幅材料面临的挑战和今后的重要发展方向.关键词:酞菁;非线性效应;光限幅机制;光限幅器件中图分类号:O644Nonlinear Optical Limiting Properties of Organic MetalPhthalocyanine CompoundsCHEN Jun 1,2WANG Shuang-Qing 2,*YANG Guo-Qiang 2,*(1School of Materials Science and Engineering,Jiangxi University of Science and Technology,Ganzhou 341000,Jiangxi Province,P .R.China ;2Beijing National Laboratory for Molecular Sciences,Key Laboratory of Photochemistry,Institute of Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,P .R.China )Abstract:With the rapid development of laser technology,laser weapons that can cause increasing amounts of harm to humans are emerging.In recent years,studies on optical limiting (OL)materials have been carried out with great efforts among countries.Phthalocyanine (Pc)compound exhibits characteristics of broad OL threshold,obvious limiting effect,and fast response.Because of these characteristics,Pc is considered as a very promising OL material that is significant in laser protective materials ′research,which currently focuses on increasing performance and stability.This paper reviews and summarizes the current knowledge of Pc OL materials.First,the mechanism of the OL effect of Pc compounds is introduced,and then followed by a detailed analysis of the factors influencing the OL effect and process,and the influence on the photophysical and OL performance of Pc materials.The analysis highlights problems to be solved and proposes the future direction for Pc materials ′research.Key Words:Phthalocyanine;Nonlinear effect;Optical limiting mechanism;Optical limiting device595Acta Phys.-Chim.Sin.2015V ol.311引言自从1960年Maiman发现激光以来,1激光技术被广泛的研究并用作高强光源应用于许多领域,比如:通讯、影像、信息存储以及医疗、军事等领域中.2-5激光技术虽然给人类带来了巨大的利益,推动了人类社会多个领域的巨大发展,但同时由于激光技术能够对人体器官以及一些重要的电子通讯设备产生致命的损害,使得它也给人类带来了灾难.6-9作为现代高科技战争重要手段的激光技术,已经被广泛应用于军事领域.10-13在各类激光武器中,激光干扰与致盲武器在20世纪80年代已经在全世界范围内被开始研究和应用,随着这类武器的发展,相应的激光防护材料以及器件的研究已经引起全世界的高度重视.其中,光限幅材料作为激光防护的重要材料之一,其研究有着极其重要的意义.理想的光限幅材料应具有线性透射率高、限幅阈值及限幅幅值低、损伤防护光谱范围窄、动态范围宽和热稳定性高等特点.14-18以往的激光防护材料因可见光透射率低、输入输出曲线接近线性、在低光强下透射率较低等缺点,无法满足在高强光有较低透射率的防护要求.19进入20世纪90年代后,为了实现光限幅器的实际应用,许多材料被进行了广泛的研究,包括富勒烯C60、卟啉、酞菁以及一些其它金属团簇有机化合物.20-29有关研究表明,金属酞菁类化合物由于具有高度共轭π电子共轭体系,且结构易于修饰和设计,在光限幅研究中备受关注,是一类具有潜在应用价值的光限幅材料.在所有的光限幅材料中,酞菁及其衍生物由于其特殊的结构和光物理性质使得它具有优良的光限幅性能,具体表现在:①具有较宽的光限幅窗口;②具有较低的线性吸收和较高的初始透过率;③具备较强的反饱和吸收性能;④具备较快的光响应速度.这些性质取决于酞菁类化合物高度共轭的π电子金属共价键体系的特殊结构.30金属酞菁化合物是一种具有16个π电子的大环配合物.因其骨架结构特征和可通过选择中心离子、轴向配体和在酞菁环上引入功能性取代基等方法进行分子筛选与组装得到具有特殊的物理化学性质和光、电、催化等功能的材料,31-35而引起化学家和材料学家的浓厚兴趣.其中尤为引人注目的是酞菁的非线性光学效应.研究表明,酞菁化合物在可见及近红外波段具有良好的非线性光限幅性能.在所有的光限幅材料中,酞菁由于其特殊的π电子大环共轭结构和金属共价键结构而具有良好的光限幅性能,36加上酞菁具有优良的物理和化学稳定性能,其光限幅性能的研究有着潜在的应用价值.目前,基于有机金属酞菁化合物作为非线性光限幅材料的研究,重点在于以下几个方面.(1)光限幅效应的产生机制.遵循不同的原理,实现光限幅的方式有多种,大致可以分为非线性吸收、非线性折射、非线性散射和非线性反射等四种.37-39基于不同原理的光限幅材料产生的光限幅效应也不相同,酞菁具有能够产生良好反饱和吸收的特殊光物理性质,40-42包括较宽的光限幅窗口、较高的三线态量子效率和较长的三线态寿命等,这些都是产生良好光限幅效应的必要条件.对于酞菁光限幅产生机制的研究分析,可以设计出特殊结构的酞菁类有机化合物分子,从而来实现酞菁化合物能够产生优良光限幅性能的必要条件,进一步增大光限幅效应,提高光限幅性能.(2)光限幅效应的影响因素.酞菁类化合物虽然具备产生优良光限幅效应的多个必要条件,但是其光限幅效应受到许多因素的影响.一个优良光限幅材料要求光限幅分子在溶液中具备优良的溶解性能,避免聚集体的产生.43-45而酞菁化合物由于具有庞大的电子共轭体系,通过π-π相互作用很容易发生分子间聚集,使得酞菁分子的溶解性下降,导致光限幅效应的降低.因此,减少聚集是保证酞菁分子具备优良光限幅性能的必要条件之一.引进周边和轴向取代基团是降低酞菁化合物分子聚集的有效措施,而不同的取代基团会产生不同的光物理和光限幅性能.46-49中心取代金属的改变也是影响酞菁化合物的光物理和光限幅性能的重要因素之一,50,51到目前为止,许多工作侧重于取代基团或中心金属对酞菁化合物光物理性质的研究,具有重要的指导和借鉴意义.52-59此外,为了实现光限幅性能的实际应用,产生光限幅的材料分子必须具备较宽的光限幅窗口,特别是在可见区域甚至到达红外区域内.酞菁化合物的共轭结构是决定光限幅效应窗口的重要影响因素.为了达到这一要求,增大酞菁环的π电子共轭程度是一个拓宽并使光限幅窗口红移的有效途径.总之,影响酞菁化合物光限幅效应的因素有许多,主要包括周边取代基团、中心轴向取代金属、酞菁类化合物共轭结构、酞菁类化合物分子的聚集性能等.然而,到目前为止,改善酞菁化合物的光物理596陈军等:有机金属酞菁类化合物及其非线性光限幅特性No.4和光限幅性能以满足实际的应用仍然是一项重要的研究任务.为了实现这一要求,基于酞菁类化合物周边取代基团、中心轴向取代金属、大环共轭体系、聚集性能等因素对酞菁类化合物光物理和光限幅性能影响的研究有着重要的意义.(3)酞菁类光限幅材料的器件化.对于酞菁化合物材料化的研究一直没有停步,制备出工艺简单、稳定性强的酞菁光限幅材料成为激光防护材料领域中的热点.目前多数基于酞菁类化合物作为非线性光限幅材料的研究工作是在各种有机溶液中进行的.而从实用化的角度来看,选择物理化学性能稳定、光学性能好的固体基质作为酞菁化合物的载体,不仅能够增加酞菁类化合物本身的稳定性,而且对实现酞菁分子光限幅材料的器件化有着重要意义.近年来人们对不同的金属酞菁化合物在溶液态的反饱和吸收性质和光限幅行为进行了广泛的研究.54,55,60,61但是,在实用的光限幅应用中,特别是应用于人眼的激光防护方面,要求器件结构简单、操作方便、加工性能好,溶液态的材料往往难以胜任.相比而言,具有一定形状、厚度和良好加工性能的固体材料,更能满足制备光限幅器件的需要.但是,有关金属酞菁的固型光限幅器件材料,文献报道较少,目前现有的报道中,人们研究酞菁固体材料化的方法主要有静电自组装、物理气相沉积技术、Langmuir-Blodget(LB)薄膜技术、溶胶-凝胶技术,这些方法都涉及到由液相到固体基质的转化,属于物理掺杂的过程.但酞菁类化合物无论是在溶液体系还是掺杂在固体基质中都有聚集态存在,如二聚体、三聚体等,会严重影响材料的光限幅效应.62因此,上述方法中由于酞菁的聚集态效应,并不能满足材料的非线性光限幅效应的要求.此外,采用物理掺杂的方法,将酞菁化合物依附或者分散在固体基质中的器件化方法(如LB薄膜、溶胶-凝胶等),63-70还存在材料机械强度不高、加工性能差的缺陷,严重限制了光限幅材料的实用化应用价值.综上所述,从酞菁类化合物光限幅材料实际应用的角度出发,本文总结和分析了近几年本课题组开展的系统研究工作,重点介绍了酞菁化合物产生光限幅效应的机制、影响酞菁类化合物光限幅效应的因素、酞菁类化合物光限幅材料的器件化技术及其对酞菁光物理和光限幅性能的影响等方面的研究进展,提炼分析和总结规律,找出在基础研究和应用研究方面存在的科学问题,指出了该类型光限幅材料面临的挑战和今后的重要发展方向.为实现酞菁类化合物作为非线性光限幅材料的实际应用提供重要的参考依据.2酞菁类化合物产生光限幅效应的机制非线性光限幅效应是指随着入射光能量的增加,介质的透过率被抑制的一种非线性光学响应,15-18如图1所示.非线性吸收是在光作用下介质的吸收系数随光强变化的现象,这种效应是产生三阶非线性的主要原因之一.对于有机化合物的非线性吸收性质,人们主要提出了双光子吸收和反饱和吸收过程两种机制来解释.71-74而在光限幅应用方面,研究较多的是反饱和吸收过程,75-77并且得到一些总结性规律.早在20世纪70年代人们为压缩激光脉冲而研究了许多材料的饱和吸收特性,70年代以后人们研究的本征光学双稳器件也大部分基于饱和吸收原理.它们在共振激发条件下,吸收系数随入射光强的增加而减少,成为饱和吸收(SA).近年来人们发现一些有机材料呈现反饱和吸收特性,特别是具有中心对称二维π电子共轭体系的有机大分子(金属有机化合物).在非共振激发条件下,吸收系数反而会随入射光强的增加而增加,称为反饱和吸收(RSA),有机非线性材料的反饱和吸收作用呈现出的对弱光高透过、对强光限制的光限幅效应,引起了人们的重视.人们对多种有机非线性材料的反饱和吸收过程和吸收现象产生的机理进行了广泛而深入的研究.78-80在激光泵浦下,低光强时,介质的吸收系数近图1理想的非线性光限幅效应15-18Fig.1Ideal curve of nonlinear optical limiting effect15-18597Acta Phys.-Chim.Sin.2015V ol.31似认为是线性的,而在高强光下,介质的吸收系数随输入光强的增加而增大,从而实现光限幅.在低光强时,材料的吸收主要是基态的吸收,而当光强增强时,材料的分子在各态间的布居发生了改变,激发态也具有了相当的布居.而分子的激发态与基态相比具有不同的特性,比如吸收截面积、态寿命、态间的弛豫过程和非线性极化率等.若激发态的吸收截面积较之基态大,则可以实现反饱和吸收,光限幅的过程得以实现;相反,若激发态的吸收截面积比基态吸收截面积小,则产生饱和吸收,出现的就是光放大.实验表明,具有比较大的共轭π电子体系的分子具有较强的反饱和吸收能力.81-87酞菁类化合物是具有二维π电子共轭体系的大环结构,从线性吸收光谱可以看出(如图2所示),它们在近紫外(B带)和600-800nm处(Q带)有两个吸收谱带,随中心金属原子和环上取代基团的不同而有一定的变化.在可见波段仍有较宽的波段为弱吸收区,其中包括人眼比较敏感的绿光区,在一定波长激光入射时,化合物可以处于非共振激发条件下产生反饱和吸收.此外,酞菁类物质具有较多的振动能级,容易满足基态与激发态吸收同一频率光子的条件.这类物质在反饱和吸收时未发现荧光辐射,因此所有弛豫过程皆为无辐射跃迁.反饱和吸收是目前人们认为产生光限幅效应的最佳途径,虽然其机理比较复杂,但是目前普遍接受五能级模型进行解释,75如图3所示.由基态到单重态的跃迁具有吸收截面积σ0,在激光照射下基态分子吸收光子跃迁到第一激发态的振动能级S v,并迅速弛豫(ps数量级)到第一电子激发态最低能级S1,然后快速(ns级)从S1态隙间穿越到三重态T1.当照射激光的能量足够大时,处于S1和T1能级的分子会继续吸收光子到达更高能级的S n 和T n(吸收截面积分别为σS和σT),然后以极快的速度(<1ps)分别返回到S1和T1,处于S1和T1能级的分子还可能以无辐射的跃迁方式回到基态,弛豫时间分别为τS0和τT0.当S1态隙间穿越(ISC)到三重态T1的时间小于入射激光的脉冲宽度Δt时,三重态T1的吸收起主要作用;当S1态隙间穿越(ISC)到三重态T1的时间大于入射激光的脉冲宽度Δt时,则重态的吸收起主要作用.由于分子处于S v、S x和T x能级的寿命很短,可以忽略在这些能级上的分子布居数.为了获得反饱和吸收,单重激发态或三重激发态的吸收截面积(分别为σS和σT),应大于基态的吸收截面积σ0.而且,激发态要有比弛豫时间(如τS和τT)更长的寿命,使得光脉冲时间内,激发态的分子布居数可以积累.这样,随着能流的增加,激发态的分子布居数可以逐渐增加,并最终成为主导的吸收.因此,基态的吸收截面积σ0和激发态的吸收截面积σex是决定光限幅性能的重要参数.正因为如此,可以通过衡量σex/σ0和NAF=T lin/T lim(物理含义见方程(1)和(2))来评估光限幅性能.基态的吸收截面积σ0可以根据公式ε=4.34×10-4σ0N0计算得出(ε是入射激光波长对应处的消光系数,N0是阿伏伽德罗常图2酞菁类化合物分子结构及其线性吸收光谱Fig.2Molecular structure of phthalocyanine compounds and their linear absorptionspectrum图3五能级反饱和吸收模型75Fig.3Five-level model of reverse saturable absorption75 S0:the ground state;S1:the lowest energy level of singlet;S v:the vibration energy level of singlet;S n:the higher energy level of singlet;T1:the lowest energy level of triplet;T n:the higher energy level of triplet;σ0:the ground state absorption cross section;σS:the singlet state absorption cross section;σT:the triplet state absorption cross section;τS:the lifetime of fluorescence;τT:the lifetime of tripletstate 598陈军等:有机金属酞菁类化合物及其非线性光限幅特性No.4数).在低入射光强度下,样品分子线性吸收,其线性透过率(T lin)用方程(1)表示:Tlin=e-σ0NL(1)其中,N是样品的分子数浓度,L是样品的有效光程长度.处于S1态的分子不仅通过荧光辐射和非辐射失活过程回到基态,而且通过较快的速度隙间穿越到三重态T1.当由S1态隙间穿越到三重态T1的时间小于入射激光的脉冲宽度Δt时,在高入射激光强度下,三重激发态的吸收起主要作用,基态和激发单重态布居数可以忽略,T1到T n的跃迁主导吸收,所以非线性极限透过率(T lim)可以用方程(2)来表示:Tlim≈e-σex NL(2)于是如方程(3)所示,线性透过率和极限透过率的比值就将三重态吸收截面积与基态吸收截面积联系起来.Tlin Tlim ≈e()σex-σNL(3)根据方程式(1-3)可以计算出所有酞菁化合物的激发态截面积对基态吸收截面积的比值σex/σ0,并通过该比值来评价化合物光限幅能力的强弱.3酞菁类化合物光限幅效应的影响因素3.1取代基团和中心金属对光限幅性能影响的研究由于大部分未取代的酞菁化合物为不溶性或难溶性化合物,不利于光物理和光限幅性质的研究,可通过两个途径改善这一状况:一是在中心金属上引入轴向基团来克服酞菁环的面面堆积;二是在酞菁环的周边引入取代基团来克服酞菁分子的聚集.文献结合两种途径于一体,88设计合成了两种α位取代的空间位阻不同的烷氧基(对叔丁苯氧基和异丁氧基)取代的氯化三价金属(Al,Ga,In)酞菁化合物(4-6和7-9)作为研究对象,研究了周边取代基团和中心轴向取代金属对酞菁化合物光物理和光限幅性能的影响.合成路线如图4所示.3.1.1取代基团和中心金属对基态吸收性能的影响酞菁化合物的基态吸收包括长波方向(700nm 左右)带有小肩峰的Q带吸收和短波方向(320-360 nm)低而宽的B带吸收.Q带吸收可以归因于从HOMO到LUMO的跃迁过程,Q带吸收的位置取决于酞菁化合物的HOMO与LUMO之间的能级差,而对于酞菁化合物,HOMO与LUMO的能级差取决于酞菁环的电子云密度,电子云密度越大能级差越小.89对于不同周边取代基团的酞菁化合物的Q带吸收主要取决于取代基团的给电子能力,对于R1(对叔丁苯氧基)取代基团,苯环的存在会分散部分电子从而降低了基团整体的给电子能力,使得R2(异丁氧基)的给电子能力要大于R1(对叔丁苯氧基)取代基团,因而异丁氧基取代酞菁化合物(7-9)比对叔丁苯氧基取代酞菁化合物(4-6)有着更低的S1能级,Q带吸收出现红移(如表1所示).对于金属酞菁化合物,金属原子取代空心酞菁的两个H原子而形成M―N共价键,可以看作是电子受体.对于同一主族的金属原子,极性相差不大,随着金属原子量的增大,M―N共价键的键长就越长,因此,酞菁环上的电子云密度就越大,HOMO与LUMO之间的能级差就越小,这就是随着金属原子序数的增加酞菁的Q带吸收发生红移的原因.如表1所示,化合物由4、5、6和7、8、9的顺序,Q带吸收图4具有不同周边取代基团和中心取代金属酞菁化合物的合成路线88Fig.4Synthetic route of different peripheral and central metal substituted phthalocyanine compounds88DBU:1,8-diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene599Acta Phys.-Chim.Sin.2015V ol.31逐渐红移.3.1.2取代基团和中心金属对荧光光谱性能的影响由表1和图5可以看出,对于不同的周边取代基团,对叔丁苯氧基取代的酞菁化合物(4-6)比异丁氧基取代的酞菁化合物(7-9)有着略低的荧光效率.随着金属的不断增大.对叔丁苯氧基由于具有更加庞大的体积,增加了S 1态分子向S 0态的内转化(IC)作用的几率,从而化合物4-6具有更低的荧光效率.对叔丁苯氧基酞菁化合物4-6有着稍高的S 1态寿命是因为其Q 带吸收较化合物7-9相比有一定的蓝移,从而具有更好的S 1能级,导致荧光寿命的略微增加.对于不同的金属取代酞菁,随着金属原子序数的不断增大,酞菁分子的荧光强度和荧光量子效率迅速下降.由于不同的金属会产生不同的自旋-耦合作用,中心金属越大,自旋-耦合的程度也就越大,从而S 1态和T 1态之间的能隙差也越小,这就使得更多的分子从S 1态隙间穿越到T 1态,从而降低了荧光效率和荧光寿命.3.1.3取代基团和中心金属对三线态吸收光谱的影响由表2可以看出,与异丁氧基取代的酞菁化合物7-9相比,对叔丁苯氧基取代的酞菁化合物4-6表1具有不同取代基和中心取代金属酞菁化合物单重态光物理参数88Table 1Singlet photophysical parameters of different peripheral and central metal substituted phthalocyanine compounds 88ε:the molar extinction coefficient,ФF :the fluorescence quantum yield,τF :the fluorescence lifetimeCompound456789λ(Q )/nm 705712720711718724λ(B )/nm 334336351323325325ε(Q )/(mol ∙L -1∙cm -1)2.6×1052.3×1051.8×1051.7×1051.5×1051.1×105ε(B )/(mol ∙L -1∙cm -1)5.7×1045.2×1045.1×1044.8×1044.6×1044.3×104Fluorescence(S 1)/nm719726732720724731ФF (S 1)0.1970.0780.0080.3140.0800.033τF (S 1)/ns 5.852.980.515.622.900.39图5具有不同周边取代基和中心取代金属酞菁化合物荧光光谱和荧光衰减曲线88Fig.5Fluorescence spectra and decay curves of different peripheral and central metal substitutedphthalocyanine compounds88600陈军等:有机金属酞菁类化合物及其非线性光限幅特性No.4的三线态的吸收波长出现蓝移,具备更快的隙间穿越速率k ST ,具有更长的三线态寿命τT 和更高的三线态量子产率ФT .而对于不同金属酞菁化合物,随着金属的增大,三线态的吸收波长逐渐红移,隙间穿越速率迅速加快,三线态的寿命快速缩短,但荧光量子产率逐渐升高.基于表2中的三线态吸收的物理参数,通过四能级模型来系统阐述不同周边取代基团和中心金属的光物理过程,如图6所示.如上所述,从基态的吸收光谱参数可以得出随着金属的不断增大,S 1态的能级随之下降,另一方面由于金属原子的自旋-偶合作用,随着金属的增大S 1态与T 1态之间的能隙差随之减小,由S 1态隙间穿越到T 1态的速率k ST 和三线态的量子产率ФT 也增大.对于不同的周边取代酞菁化合物,从吸收光谱参数可以看出对叔丁苯氧基取代的酞菁化合物比异丁氧基取代的酞菁化合物有着更高的S 1态能级,对叔丁苯氧基酞菁化合物之所以具有更高的ФT 和k ST 可能归因于它们同样具有更高的三线态能级,反而使得S 1态与T 1态之间的能隙差更小.这也是对叔丁苯氧基酞菁化合物具有更长三线态寿命τT 的原因.造成这一结果的原因是给电子基团的对叔丁苯氧基的存在改变了酞菁环的电子云密度,从而增加了由S 1态到T 1态的隙间穿越速度.34此外,对叔丁基的存在也在很大程度上增大了酞菁化合物的溶解度,减小了酞菁分子之间的聚集,降低了S 1态和T 1态分子的自淬灭过程的几率,在一定程度上提高了由S 1态向T 1态隙间穿越的程度,提高了三线态T 1的量子产率.3.1.4取代基团和中心金属对光限幅性能的影响如上所述,光限幅性质是由反饱和吸收(三线态的吸收)产生的,因此,光限幅性能的差异可以取决于三线态光物理性质的差异,尤其是隙间穿越的速率常数k ST ,三线态的量子产率ФT 和三线态的寿命τT 以及三线态减去基态的吸收摩尔消光系数∆εT 等,都是影响光限幅性能的重要参数.由于对叔丁苯氧基取代酞菁化合物4-6具有更长的三线态寿命τT 和更高的三线态量子产率ФT ,使得它们与异丁氧基取代酞菁化合物7-9相比具有更好的光限幅性能(图7).由此可以看出提高酞菁化合物的溶解度在一定程度上影响了酞菁化合物的光物理参数,从而能够更大程度地提升光限幅效应.随着中心金属的增大,酞菁化合物的三线态寿命虽然显著下降(仍然在µs 数量级),但隙间穿越的表2具有不同周边取代和中心取代基团酞菁化合物的三线态光物理参数88Table 2Triplet photophysical parameters of different peripheral and central metal substituted phthalocyanine compounds 88λmax :the maximum absorption wavelength,ε0:the ground state extinction coefficient,∆εT :the triplet-minus-ground state extinction coefficient,τT :the lifetime of triplet state,k ST :the rate constant of intersystem crossing,ФT :the quantum yield of intersystem crossingCompound456789λmax (T n )/nm 560570590570580590ε0/(mol ∙L -1∙cm -1)7.4×1029.8×1025.9×1023.1×1037.6×1021.4×103∆εT /(mol ∙L -1∙cm -1)4.8×1041.7×1051.8×1056.6×1041.3×1052.0×105τT /μs 251.987.321.8140.971.319.2k ST /s -16.4×1083.9×1092.3×10113.5×1082.8×1095.6×1010ФT 0.740.760.900.620.650.73图6不同周边取代基团和中心取代金属酞菁化合物的光物理模型88Fig.6Photophysical process model of different peripheral and central metal substituted phthalocyanines 88ISC ：intersystem crossing;RSA:reverse saturableabsorption601。
酞菁合成方法的研究进展
酞菁合成方法的研究进展作者：薛科创来源：《当代化工》2015年第10期摘要：酞菁一个18个π电子的大环共轭体系，它可以应用在染料、光动力学治疗、催化剂、半导体材料等方面。
为了得到性能优良的酞菁，人们开发了邻苯二甲腈方法、苯酐—尿素方法、二亚氨基异吲哚啉方法、锂酞菁或者自由酞菁置换方法。
关键词：酞菁；性能；合成方法中图分类号：TQ 028 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）10-2368-03Research Progress of Phthalocyanine Synthesis MethodsXUE Ke-chuang（School of Chemical Engineering， Shaanxi Institute of Technology，Shaanxi Xi’an 710302， China）Abstract：Phthalocyanines are a conjugated macrocyclic system with 18 π el ectrons， which can be used in dyes， photodynamic therapy， catalyst， semiconductor materials and so on. To obtain excellent performance phthalocyanines， many synthesis methods have been developed，such as phthalonitrile method， benzene bitter wine-urea method， and so on.Key words： Phthalocyanine； Performance； Synthesis method酞菁一个18个π电子的大环共轭体系，由于酞菁具有良好的热稳定性[1]，难溶解性和化学稳定性[2]，加之酞菁呈现出蓝色或蓝绿色，在涂料、油漆、印刷品行业中经常作为燃料来使用[3]，此外由于酞菁的共轭性质，使它具有良好的电子传递能力，可应用在液体催化剂[4]、光动力学治疗[5]、半导体材料[6]、非线性光学材料[7]等等，长期以来，人们对酞菁的研究从未间断。
实验三 金属酞菁配合物的合成和性能测定
实验三 金属酞菁配合物的合成和性能测定一、实验目的1．通过合成酞菁金属配合物，掌握这类大环配合物的一般合成方法。
2．进一步熟悉掌握合成中的常规操作方法和技能，了解酞菁的纯化方法。
3．利用元素分析、红外光谱、电子光谱、磁化率、核磁共振、差热热重分析等表征方法，推测所合成配合物的组成及结构。
二、基本原理自由酞菁（H 2Pc ）的分子结构见图6.1(a)。
它是四氮大环配体的重要种类，具有高度共轭π体系。
它能与金属离子形成金属酞菁配合物（MPc ），其分子结构式如图6.1(b)。
这类配合物具有半导体、光电导、光化学反应活性、荧光、光记忆等特性。
金属酞菁是近年来广泛研究的经典金属大环配合物中的一类，其基本结构和天然金属卟啉相似，且具有良好的热稳定性和化学稳定性，因此金属酞菁在光电转换、催化活化小分子、信息储存、生物模拟及工业染料等方面有重要的应用。
N N NN N H N N N HN N N N N N N N M(a) 自由酞菁分子结构图（b ）金属酞菁分子结构图图6.1金属酞菁分子结构图金属酞菁的合成一般有以下两种方法：①通过金属模板反应来合成，即通过简单配体单元与中心金属离子的配位作用，然后再结合形成金属大环配合物。
这里的金属离子起着一种模板作用；②与配合物的经典合成方法相似，即先采用有机合成的方法制得并分离出自由的有机大环配体，然后再与金属离子配位，合成得到金属大环配合物。
其中模板反应是主要的合成方法。
金属酞氰配合物的合成主要有以下几种途径（以2价金属M 2+为例）。
⑴ 中心金属的置换MX 2 + Li 2Pc 2LiX + MPc⑵ 以邻苯二甲腈为原料CNCN MX 2 + 4 MPc⑶ 以邻苯二甲酸酐、尿素为原料COCO MX 2 + 4 MPc + H 2O + CO 2(NH )MoO O（4）以2-氰基苯甲酰胺为原料CNCONH 2 MX 2 + 4 MPc + H 2O本实验按反应（3）制备金属酞菁，原料为金属盐、邻苯二甲酸酐和尿素，催化剂为钼酸铵。
《酞菁的研究》
酞菁研究及进展摘要:主要描述酞菁及其类似物的研究现状,特别是对树枝状酞菁、光学活性酞菁、三明治酞菁、亚酞菁、酞菁金属化合物、的研究进展作了综合评述。
简介:酞菁是一种具有18个电子的大共轭体系的化合物，它的结构非常类似于自然界中广泛存在的卟啉，但是，与在生物体中扮演重要角色的卟啉不同的是，酞菁是一种完全由人工合成的化合物。
1928年，Scottish染料厂的Grangemouth 车间在大量的由邻苯甲酸酐制备邻苯二甲酰亚胺的过程中，由于玻璃管道破裂使反应直接暴露在钢制的管道外壳中，人们惊奇的发现，在白色的邻苯二甲酰亚胺中产生出一些兰色的杂质。
由于这些杂质的具有鲜艳的颜色，而且对空气甚至酸碱的高稳定性，所以后来人们将其分离出来做为一种染料。
1907 年Braun[1]和Tcherniac 在研究邻-氰基苯甲酰胺的化学性质时由于偶然的原因合成了第一个非金属的酞菁化合物；1927 年，deDiesbach 和von Der Weid 合成了第一个Cu(Ⅱ)酞菁配合物[2]；三十年代初期，Linstead 合成了许多金属酞菁配合物，并首次提出了酞菁一词[3]，经过几十年的发展，酞菁已发展成为一门独立的学科。
由于酞菁配体具有特殊的二维共轭π—电子结构，共轭的大环体系有强烈的π—π电子作用，这是该类化合物具有特殊的光、电、磁学等特殊性质的理论基础。
酞菁化合物最初是作为染料和颜料而被广泛使用，随着科学技术的进步，人们发现酞菁化合物可作为非线性光学材料[4~5]、光限制配合物材料[6~7]、分子半导体材料[8~16]、电致变色显示材料[17~18]、气体传感材料[19~21]、液晶显示材料[22~23]、催化剂[24~26]、分子磁体[27~29]、分子电子元器件[30~31]、光动力学癌症治疗药物[32~34]等。
近年来，特别是1990 年以来，人们对低对称性酞菁的研究兴趣大增，我们将报道近使几年来新型酞菁的最新进展情况，包括树枝状酞菁、光学活性酞菁、亚酞菁等及其类似物。
高分子金属酞菁的制备及催化性能研究的开题报告
高分子金属酞菁的制备及催化性能研究的开题报告
一、选题背景和意义：
高分子金属酞菁是一类具有高度结晶性和电学性能的材料，在催化、光催化、光电转换等领域具有广泛应用前景。
以高分子基质作为载体可以提高金属酞菁的稳定性和可溶性，从而更方便地应用于实际生产中。
因此，研究高分子金属酞菁的制备及催化性能，对于拓展其应用领域，推动相关领域的科研进展具有指导意义和重要价值。
二、研究内容：
1. 选取适合作为高分子基质的聚合物材料，并进行改性处理；
2. 利用合成方法制备高分子金属酞菁，并进行表征分析；
3. 对制备得到的高分子金属酞菁进行催化性能测试，探究其在有机化学反应、光催化和光电转换等方面的应用表现；
4. 探究不同合成方式对高分子金属酞菁催化性能的影响。
三、研究方法：
1. 采用溶液聚合技术制备高分子基质，并进行改性处理；
2. 采用自组装方法制备金属酞菁自组装体，并将其复合到高分子基质上形成高分子金属酞菁；
3. 采用红外光谱、热重分析等手段对所得样品进行表征。
4. 对制备得到的高分子金属酞菁进行催化性能测试，包括有机化学反应、光催化和光电转换性能测定。
四、研究预期成果：
1. 成功制备高分子金属酞菁，并进行表征分析；
2. 探究高分子基质、金属酞菁结构等因素对催化性能的影响，并评价其在有机化学反应、光催化和光电转换等方面的应用潜力；
3. 研究结果可为相关领域的科研进展提供指导和参考。
《2024年度系列取代酞菁的合成及离子检测的应用性研究》范文
《系列取代酞菁的合成及离子检测的应用性研究》篇一一、引言酞菁类化合物，作为一类具有特殊光电性质的有机大环共轭化合物，已广泛应用于染料、非线性光学材料和电化学等领域。
然而，酞菁的合成成本较高且其某些性能尚需优化。
因此，寻求替代品成为了研究者的主要任务之一。
本篇论文将详细介绍一系列取代酞菁的合成及其在离子检测中的应用性研究。
二、系列取代酞菁的合成（一）合成方法我们通过多种合成方法，成功合成了一系列取代酞菁化合物。
其中，以有机金属为催化剂的缩合法、固相法等，都为该类化合物的合成提供了新的途径。
我们选择这些方法，主要是考虑到其较高的合成效率、良好的反应可重复性以及得到的化合物性能的稳定性。
（二）化合物结构表征利用元素分析、红外光谱、核磁共振谱等多种分析手段，对所合成的系列取代酞菁进行了详细的结构表征。
实验结果表明，这些化合物均具有稳定的结构，与预期的结构相符。
三、离子检测的应用性研究（一）离子检测原理这些取代酞菁具有较好的离子选择性及敏感性，通过电子跃迁或电子传输过程与待测离子进行反应，产生信号响应。
其检测原理基于其光电性能及电化学性能的变化。
（二）离子检测实验我们以重金属离子、有毒金属离子等为研究对象，进行了离子检测实验。
实验结果表明，这些取代酞菁在特定条件下对特定离子的响应明显，且具有较好的选择性和灵敏度。
同时，与传统的离子检测方法相比，这些化合物具有更好的稳定性和重复性。
四、结论本论文成功合成了一系列取代酞菁化合物，并对其进行了详细的离子检测应用性研究。
实验结果表明，这些化合物具有良好的光电性能和电化学性能，对于某些离子具有良好的选择性及敏感性。
其不仅可以在一定程度上取代传统酞菁化合物在染料、非线性光学材料和电化学等领域的应用，同时也可用于重金属离子、有毒金属离子的检测，为环境保护和健康监测提供新的可能。
五、展望尽管我们已经在系列取代酞菁的合成及其离子检测应用方面取得了一定的成果，但仍有许多工作需要进一步的研究和探讨。
6 金属酞菁的合成、表征和性能测定
实验6 金属酞菁的合成、表征和性能测定（一） 金属酞菁的合成一、 实验目的1．通过合成酞菁金属配合物，掌握这类大环配合物的一般合成方法，了解金属模板反应在无机合成中的应用。
2．进一步熟练掌握合成中的常规操作方法和技能，了解酞菁纯化方法。
二、 实验原理自由酞菁（H 2Pc ）的分子结构见图6.1(a)。
它是四氮大环配体的重要种类，具有高度共轭π体系。
它能与金属离子形成金属酞菁配合物(MPc)，其分子结构式如图6.1(b)。
这类配合物具有半导体、光电导、光化学反应活性、荧光、光记忆等特性。
金属酞菁是近年来 NN N H N N N N N H图6.1(a) 自由酞菁分子结构图图6.1(b) 金属酞菁分子结构图广泛研究的经典金属大环配合物中的一类，其基本结构和天然金属卟啉相似，且具有良好的热稳定性和化学稳定性，因此金属酞菁在光电转换、催化活化小分子、信息储存、生物模拟及工业染料等方面有重要的应用。
金属酞菁的合成一般有以下两种方法：(1) 通过金属模板反应来合成，即通过简单配体单元与中心金属离子的配位作用，然后再结合形成金属大环配合物。
这里的金属离子起着一种模板作用。
（2）与配合物的经典合成方法相似，即先采用有机合成的方法制得并分离出自由的有机大环配体，然后再与金属离子配位，合成得到金属大环配合物。
其中模板反应是主要的合成方法。
金属酞菁配合物的合成主要有以下几种途径(以2价金属M 为例)：(1) 中心金属的置换：MX + LiPc MPc + 2LiX 室温（2）以邻苯二甲腈为原料：MX + 4 MPc CN CN 300 C o n（3）以邻苯二甲酸酐、尿素为原料：MX ( M ) + 4 或＋n COCO O CO(NH 2)2200~300 C o(NH 4)2MoO 4 MPc + H 2O + CO 2（4）以2—氰基苯甲酸胺为原料：M + 4 M CN CONH 2250 C o本实验按反应（3）制备金属酞菁，原料为金属盐、邻苯二甲酸酐和尿素，催化剂为钼酸铵。
《2024年金属酞菁衍生物和Alq3薄膜的制备和性能研究》范文
《金属酞菁衍生物和Alq3薄膜的制备和性能研究》篇一金属酞菁衍生物与Alq3薄膜的制备和性能研究一、引言随着现代科技的发展，有机材料在电子器件、光电材料等领域的应用越来越广泛。
其中，金属酞菁衍生物和Alq3薄膜因其独特的物理和化学性质，在光电器件中具有重要应用价值。
本文旨在探讨金属酞菁衍生物和Alq3薄膜的制备方法及其性能研究。
二、金属酞菁衍生物的制备金属酞菁衍生物是一种具有高度共轭结构的有机化合物，其制备过程主要涉及酞菁环的合成及金属离子的配位。
制备方法主要包括溶液法、气相法等。
其中，溶液法因其操作简便、成本低廉等优点被广泛应用。
在溶液法中，首先将酞菁环的前驱体与金属盐溶液混合，在适当温度下进行反应，生成金属酞菁衍生物。
随后通过离心、洗涤、干燥等步骤，得到纯净的金属酞菁衍生物。
在制备过程中，需要严格控制反应条件，如温度、浓度、反应时间等，以获得高质量的金属酞菁衍生物。
三、Alq3薄膜的制备Alq3薄膜是一种常用的有机电致发光材料，其制备方法主要包括真空蒸镀法、溶液法等。
其中，真空蒸镀法因其成膜均匀、结晶性好等优点被广泛应用于Alq3薄膜的制备。
在真空蒸镀法中，将Alq3材料置于真空蒸镀设备中，通过加热使其蒸发，并在基底上沉积成膜。
在制备过程中，需要控制蒸发速率、基底温度、真空度等参数，以获得高质量的Alq3薄膜。
四、性能研究金属酞菁衍生物和Alq3薄膜的性能研究主要包括光学性能、电学性能、稳定性等方面的研究。
通过光谱分析、电学测试、稳定性测试等方法，对制备得到的材料进行性能评价。
光学性能方面，金属酞菁衍生物具有较高的光吸收系数和光稳定性，有利于提高器件的光电转换效率。
Alq3薄膜具有优良的发光性能和载流子传输性能，可用于制备高性能的有机电致发光器件。
电学性能方面，金属酞菁衍生物和Alq3薄膜均具有较好的导电性能和电荷传输性能，有利于提高器件的电性能。
此外，这两种材料还具有良好的稳定性，可在恶劣环境下长期工作。
金属酞菁的合成及表征
金属酞菁的合成及表征摘要：以邻苯二甲酸酐、无水CoCl2、尿素等为原料，以钼酸铵为催化剂，采用金属模板法合成酞菁钴，用浓H2SO4再沉淀法提纯产物。
纯产物可通过红外光谱、紫外可见光谱、电子光谱、差重-热重等方法进行表征。
测得酞菁钴的紫外可见光谱的特征吸收峰为269.7nm和654.7nm。
关键词：金属酞菁合成抽滤紫外可见光谱一、前言酞菁类化合物是四氮大环配体的重要种类，具有高度的共轭∏体系，它能与金属离子形成金属酞菁配合物，这类配合物具有半导体、光电导、光化学反应活性、荧光、光记忆等特性。
金属酞菁其基本结构和天然金属卟啉相似，且具有良好的热稳定性和化学稳定性，因此金属酞菁在光电转换、催化活性小分子、信息存储、生物模拟及工业染料等方面有重要的应用。
金属酞菁的合成一般有以下两种方法：（1）通过金属模板反应来合成，即通过简单配体单元与中心金属离子得配位作用，然后再结合形成金属大环配合物。
其中金属离子起模板作用；（2）先采用有机合成方法制得并分离出自由的有机大环配体，然后再与金属离子配位，合成得到金属大环配合物。
其中模板反应是主要的合成方法，以邻苯二甲酸酐为原料，其合成途径如下：CO CO O+ CO(NH2)2+MX n MPc +H2O + CO2酞菁合成反应的产物中有原料及其他一些高分子聚合物等杂质，常用微热丙酮索氏萃取、真空升华、浓硫酸再沉淀或色谱柱提纯等方法除杂。
本实验以邻苯二甲酸酐、无水CoCl2、尿素等为原料，以钼酸铵为催化剂，采用金属膜板法合成酞菁钴，用浓H2SO4再沉淀法提纯产物。
纯产物通过红外光谱、紫外可见光谱、电子光谱、差重-热重等方法进行表征。
二、实验1、仪器和试剂（1）仪器台秤，研钵，三颈瓶（250ml）,空气冷凝管，圆底烧瓶（100ml），铁架台，玻璃棒，可控热电热套，电炉，温度计，抽滤瓶，布氏漏斗，恒温水浴锅，烧杯，量筒（50ml），试管，真空干燥箱。
（2）试剂邻苯二甲酸酐（C,P），尿素（C,P），钼酸铵（C,P），无水CoCl2（C,P），煤油，无水乙醇（C,P），丙酮（C,P），2%盐酸，蒸馏水，2%NaoH溶液2、实验步骤（1）酞菁钴粗产品的制备称取邻苯二甲酸酐5.6g，尿素9.0g和钼酸铵0.5g于研钵中硏细后加入0.9g无水CoCl2，混匀后马上移入三颈瓶中，加入60ml煤油，加热200，回流2h左右，在溶液由蓝色变为红紫色时停止加热。
酞菁铁
酞菁铁（Ⅱ）的制备及其表征魏丹清武汉大学化学与分子科学学院2012级摘要：本实验以邻苯二甲酸酐、FeCl2．4H2O（自制）、尿素为原料，以钼酸铵作为催化剂，采用固相熔融法合成FePc，用真空升华提纯产物。
纯产物经红外及紫外可见光谱表征。
关键词：固相熔融法提纯表征0引言：酞菁类化合物可看作是四氮杂卟啉的衍生物(如图1 所示)，具有D2n 点群对称性。
自上个世纪初被偶然合成以来，已在染料和光电功能材料等方面获得了巨大的应用。
近年来随着对功能材料的研究开发，发现这一类化合物具有许多诱人的功能。
诸如含金属离子的酞菁类配合物MPc(M2+为二价金属离子，H2Pc 为自由酞菁)具有很大的三阶非线性光学响应系数，夹层稀土酞菁配合物REPc2(REn+为稀土离子)具有电致变色效应，由于π-π相互作用，酞菁结晶时呈柱状排列而显示出沿柱方向的低维导电性，桥联的金属酞菁配合物在室温下具有很好的液晶相，另外作为催化剂、抗辐射剂的研究也受到重视。
酞菁类化合物的合成一般采用Linstead合成法：以下面所示的化合物为前体，以金属氯化物、氧化物、醋酸盐或自由金属为模板，必要时以脲为胺化剂，钼酸铵为催化剂，高温熔融或在喹啉、萘等高沸点有机溶剂中反应。
以醇类为溶剂反应温度较低的合成见文献［7，8］。
Linstead 合成方法：酞菁类化合物的提纯比较困难。
反应产物中含有大量杂质，包括原料及其它一些高分子聚合物。
常用提纯方法有微热丙酮索氏萃取除杂、真空升华、浓H2SO4 再沉淀或色谱柱提纯。
Ⅰ实验部分：一、试剂及仪器试剂：还原铁粉、分析纯盐酸、邻苯二甲酸酐、尿素、乙醇、氢氧化钠固体、钼酸铵、浓硫酸仪器：减压过滤装置、真空干燥器、量筒(50mL)、三口瓶(250 mL 、100mL)、滤纸、烧杯(250mL)、 24#圆底烧瓶(100mL)、24#直形冷凝管、 24#空气冷凝管、24#蒸馏柱、24#磨口弯头、24#磨口塞、油泵、19#导气管、橡皮管、电热套（250 mL）、研钵、温度计（300℃）、长玻棒、容量瓶（50 mL）、表面皿、牛角勺、Schlenck 管、天平、氮气钢瓶、管式电炉、旋子流量计、石英管、烘箱、小磁舟、UV—Vis 分光光度计、红外光谱仪、压片机、红外灯二、实验步骤：1．FeCl2·4H2O 的制备量取125 mL分析纯盐酸加入水配成250 mL的盐酸，此时盐酸的浓度约为6mol·L-1。
【文献综述】四氨基铁酞菁的合成与表征
文献综述高分子材料与工程四氨基铁酞菁的合成与表征1.引言酞菁(Pc)类化合物的独特的物化性质，从1907年酞菁被发现至今越来越受到世界科技界的关注。
作为一种高级功能材料，其在高科技领域中的应用与日俱增。
广泛用于高效催化、生物模拟、超导材料、非线性材料、信息储存、智能识别等尖端技术中。
然而，酞菁的难溶、难提纯和特殊构型分子的难合成，在一定程度上限制了其应用。
酞菁化合物是一类化学稳定性很高的化合物，其具有良好的耐晒、耐热、耐碱、耐酸性及色泽鲜明等性能。
但由无取代基的酞菁类化合物存在溶解性能差缺点，在一定程度上影响了它们的应用性能，因此人们在研究一种可以应用无取代基酞菁类化合物的同时，也在努力寻找溶解性好而又能兼具无取代基酞菁化合物优点的新型酞菁类化合物。
在早期的研究中，酞菁和金属酞菁主要是被用作颜料和染料，这主要是酞菁化合物是一类化学稳定性很高的化合物，其具有良好的耐晒、耐热、耐碱、耐酸性及色泽鲜明等性能，制成的颜料和染料(蓝色、绿色)不仅色光十分鲜艳，着色力很高，而且十分稳定且无毒，。
但由无取代基的酞菁类化合物存在溶解性能差缺点，在一定程度上影响了它们的应用性能，因此人们在研究一种可以应用无取代基酞菁类化合物的同时，也在努力寻找溶解性好而又能兼具无取代基酞菁化合物优点的新型酞菁类化合物。
为此，酞菁颜料、染料被广泛的应用于印刷油墨、涂料、塑料、橡胶、皮革、纺织品及食品中。
2．酞菁的合成工艺及提纯无取代酞菁及其配合物由于二电子之间的作用力很强，分子之间容易发生强烈的聚集作用，因此，在一般的溶剂中难以溶解，如难溶于水，在大多数有机溶剂中的溶解度也很小。
这就限制了对它的研究和应用。
为了提高其溶解性能，人们开发出各种方法，将多种多样的取代基团引入酞菁分子中。
人们发现，四取代的金属酞菁配合物的溶解性比相应对称性的八取代的金属酞菁溶解性更好;a位取代基比p位的有更大的位阻效应，使酞菁有更好的抗聚集效果，溶解度也更大;另外，取代基的空间体积越大，对酞菁溶解度的提高作用也越大自由酞菁（H2Pc）的分子结构见图(a)。
酞菁金属配合物的合成及其光物理性质测定(最终版)
福州大学化学化工学院本科实验报告2012年10月27日研究背景关键词：酞菁金属配合物；取代酞菁；光敏剂酞菁是一个大环化合物，环内有一个空穴，可以容纳铁、铜、钴、铝、镍、钙、钠、镁、锌等金属元素，并结合生成金属配合物，金属原子取代了位于该平面分子中心的两个氢原子。
由于与金属元素生成配位化合物，所以在金属酞菁分子中只有16个π电子．又由于分子的共轭作用，与金属原子相连的共价键和配位键在本质上是等同的。
迄今为止，已有5000多种的酞菁化合物被制备出来。
酞菁不仅仅是一种着色剂，更重要的是它是一种多功能材料。
衍生物的应用已涉及到化学传感器中的灵敏器件、电子发光器件、太阳能电池材料、光盘信息记录材料、电子照相材料、液晶显示材料、非线性光学材料、燃料电池中的电催化材料、合成金属和导电的聚合物，其金属络合物也有催化性能[1]。
由于金属酞菁配合物具有结构易修饰、光物理光化学特性较理想，作为光敏剂药物，优于第一代卟啉类药物。
自从上世纪八十年代以来，金属酞菁配合物被作为光敏剂药物研发，一直成为热点[2]。
酞菁类化合物, 由于其特有的光谱特征和较高的稳定性, 已经在染料(颜料)和催化等领域得到了应用。
近年来, 许多取代酞菁金属配合物所显示出的光、电、磁、生化等特性以及作为分子器件元件的潜在应用前景受到了广泛的关注。
由于分子间较强的相互作用, 绝大多数无取代酞菁及其金属配合物在水和有机溶剂中难以溶解, 因而限制了它们的应用研究。
若在酞菁分子上引入取代基, 尤其是具有较大空间阻碍的取代基,则可以有效地阻碍分子之间的聚集, 提高其在有机溶剂中的溶解度。
除此之外, 引入不同的取代基还可以调变酞菁的性质, 使之更加适应作为特定材料的需要。
因此, 取代酞菁及其金属配合物一直是人们研究的焦点。
取代基既可以取代周环的氢,也可以加到中心金属的轴向上, 甚至还可以加到内环的原子上[3]。
酞菁金属配合物可由不同的方法制备，主要分为插入配位合成法（简称插入法）和“模板”反应合成法。
水溶性铁酞菁的合成研究进展【文献综述】
毕业论文文献综述应用化学水溶性铁酞菁的合成研究进展1、引言酞菁是由英国的A.Braun和T.C.Tcherniac在1907年研究邻苯二甲酰亚胺和邻氰基苯甲酰胺的性质时，偶然发现的。
1927年，德国弗来堡大学的H.de Diesbach和E.von der Weid试图通过邻二溴苯和氰化亚铜反应制备邻苯二腈，但是他们却意外得到了第一个酞菁金属配合物——酞菁铜。
1928年苏格兰的Scottish Dyes Co.Ltd.染料工厂在玻璃为内衬的铁制反应器中由邻苯二甲酸酐和氨制备邻苯二甲酰亚胺时，发现了以杂质形式出现在反应体系中的蓝色铁酞菁。
由于它具有鲜艳的色彩和优良的性质及光、热稳定性，可用作染料和涂料，于是苏格兰染料有限公司继续进一步开发这些大环化合物的用途，并于1929年获得了第一项酞菁专利。
1934年，R.P.Linstead受托对酞菁的结构和性质进行研究，指出酞菁是一个具有高度π电子共轭体系的大环平面分子，并首次以phthalocyanine为其命名。
1935年J.M.Robertson等用单晶X-射线分析确定了酞菁配合物的结构。
酞菁化合物自被确定结构后，研究的重点主要有两个方面：一是从纺织品、涂料和塑料、印刷油墨等专用着色的角度出发，来研究开发一些酞菁类的商品染料和颜料；二是从化学的角度出发，研究不同周边取代、不同金属取代的酞菁化合物的合成以及他们的光化学、光物理性能和分子结构、晶体结构等。
酞菁化合物是一类具有大环共轭结构的化合物, 由四个异吲哚分子通过1，3位氮对称的大环化合物。
其内环为八个原子桥连而形成的具有共轭π电子（Pi）结构的D2h碳原子和八个氮原子交替组成的十六员环，形成了平面共扼大兀键结构，其中C一键键长为1.3一1.4Å，短于相应的共价单键键长 (1.5Å)。
酞著的这种结构与天然的叶琳、叶绿素以及血红素相类似。
酞著环上电子密度分布相当均匀，所以它耐酸、耐碱，具有良好的光热稳定性，热分解温度在450℃以上。
酞菁铁(II)的制备及光电导性能测试
酞菁铁（II）的制备及光电导性能测试吴云丽吴宏王一枝王苏茜（武汉大学化学与分子科学学院，武汉430072）摘要：本实验采用Linstead方法合成酞菁铁（II）：在氮气的保护下邻苯二甲酸酐、Fe Cl2·4H2O（自制）、尿素为原料，以（NH4）2MoO4为催化剂，采用固相熔融法合成FePc，用真空升华法提纯产物。
纯产物经红外及紫外可见光谱表征。
关键词：酞菁铁（II），Fe Cl2·4H2O，真空升华法前言：20世纪初酞菁类化合物被偶然合成，在染料工业和光电功能材料等方面获得了巨大的应用[1]。
酞菁类化合物可看做是四氮杂叶啉的衍生物（如图I所示），具有D2n点群体对称性。
近年来随着功能材料的研究开发，发现这一类化合物具有许多诱人的功能[2]。
诸如含金属离子的酞菁类配合物MPc（M2+为二价金属离子，H 2Pc为自然酞菁）具有很大的三阶非线性光学响应系数[3]，夹层稀土酞菁配合物REPc2(Re n+为稀土离子)具有电致变色效应，由于相互作用，酞菁结晶时呈柱状排列而显示出沿柱方向的低维导电性[4]，桥联的金属酞菁配合物在室温下具有很好的液晶相[5]，另外，它在催化剂、抗辐射剂等方面的作用也受到人们的重视。
在本实验中，我们合成了酞菁铁（II）实验部分1.仪器减压过滤装置，旋转蒸发仪，真空干燥器，量筒（50ml），三口瓶（250ml,100ml），滤纸，硫酸纸，烧杯（250mL），24#圆底烧瓶（100mL），24#空气冷凝管，24#磨口弯头，24#磨口塞，油泵，19#导气管，橡皮管，电热套（250mL），研钵，温度计（300。
C），长玻棒，容量瓶（50mL），表面皿，牛角勺，Schlenck管，天平，氮气钢瓶，管式电炉，旋子流量计，石英管，烘箱，小瓷舟，UV-Vis分光光度计。
2．试剂还原铁粉，6mol/L盐酸，邻苯二甲酸酐，尿素，乙醇，10%氢氧化钠，钼酸铵，浓硫酸。
3.实验步骤3.1 FeCl2·4H2O的制备称取5.6g还原铁粉放入100ml的三口烧瓶中，并向其中加入30ml6mol·L-1盐酸溶液，缓缓通入氮气至液面上。
金属酞菁光复合催化剂的制备及光催化性能研究
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｍｅｔａｌｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔａｎｄ ｔｈｅｉｒｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙ
ＭＡＭｉｎｊｕａｎ１，２，ＺＨＡＮＧＧａｉ３，ＹＡＮＧＳｈｅｎｇｋｅ１，２
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００５４，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆ ＳｕｂｓｕｒｆａｃｅＨｙｄｒｏｌｏｇｙａｎｄＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｆｆｅｃｔｓｉｎＡｒｉｄＲｅｇｉｏｎ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００５４，
第 ４７卷第 ９期 ２０１８年 ９月
应 用 化 工 ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏｌ．４７Ｎｏ．９ Ｓｅｐ．２０１８
金属酞菁光复合催化剂的制备及光催化性能研究
马敏娟１，２，张改３，杨胜科１，２
（１．长安大学 环境科学与工程学院，陕西 西安 ７１００５４；２．长安大学 旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室， 陕西 西安 ７１００５４；３．西安工业大学 材料与化工学院，陕西 西安 ７１００２１）
Ｃｈｉｎａ；３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００２１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅｃｏｍｐｌｅｘｅｓＭＰｃ（Ｍ ＝Ｍｎ２＋，Ｃｏ２＋，Ｎｉ２＋）ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｈａｖｅｂｅｅｎｓｙｎｔｈｅ ｓｉｚｅｄｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｓｏｌｉｄｐｈａｓｅ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒａｔｅｗａｓＮｉＰｃ＞ＭｎＰｃ＞ＣｏＰｃ， ａｎｄｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎｃｏｎｆｏｒｍｓｔｏｔｈｅｆｉｒｓｔｏｒｄｅｒｒｅａｃｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｓｅｑｕａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｏｆｔｈｅ ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｗａｓａｌｓｏｓｔｕｄｉｅｄ，ｔｈｅｂｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｉｓａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ：ｃａｔａｌｙｓｔｌｏａｄｉｎｇａｒｅ１．０ｇ／Ｌｗｈｅｎｒｅａｃｔｉｏｎ１５０ｍｉｎ，ｔｈｅｃａｌａｌｙｓｔｌｏａｄｉｎｇａｒｅ１０ｍｇ／Ｌａｎｄａｉｒｆｌｏｗ ｒａｔｅｏｆ１２０ｍＬ／ｍｉｎ，ａｎｄｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＮｉＰｃｒｅａｃｈｅｄｔｏ９７．５％． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｔａｌｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ；ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ；ｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｌｕｅ
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酞菁化合物合成及光谱性能研究许浩;刘珩【摘要】为有效对抗高、超光谱成像侦察威胁,实现迷彩绿色涂料与植物的\"同谱同色\",本文基于酞菁与叶绿素卟啉结构的相似性,开展酞菁化合物合成及植物光谱特征拟合研究.构建吸电子取代基团和二价过渡族中心离子的平面酞菁结构,采用DBU催化法和自制合成装置合成酞菁化合物,探究最佳合成条件和提纯方法,采用分光光度计测试产物的吸收光谱和反射光谱,研究中心离子与聚集方式对酞菁化合物光谱性能的影响.实验结果表明,在催化剂作用下,四硝基金属酞菁在240～250℃时反应时间最短;钴酞菁比铁、锌、铜等作为中心取代离子形成的酞菁产物具有更尖锐的吸收峰,与绿色植物光谱曲线更相似;酞菁化合物的光谱反射曲线随温度、纯度及分散状态对产物聚集状态影响而产生移动.在220～240℃下合成20～30 min的四-硝基钴酞菁吸收光谱符合酞菁化合物Q带吸收特征,且其峰值波长与植物光谱相拟合,为酞菁类颜料在军事、纺织、染料、仿生等领域的应用提供了新方法和新途径.【期刊名称】《中国光学》【年(卷),期】2018(011)005【总页数】8页(P765-772)【关键词】酞菁合成;光谱特性;叶绿素;高光谱图像【作者】许浩;刘珩【作者单位】陆军工程大学,江苏南京210007;陆军工程大学,江苏南京210007【正文语种】中文【中图分类】TB3331 引言高、超光谱成像技术结合遥感技术和测谱技术的优势，已具备从卫星和飞机平台上探测目标光谱细节的能力，对现有伪装和隐身技术是空前的挑战[1]。
传统绿色伪装颜料或涂料可仿造植物的颜色，却模拟不了植物的光谱特性，不能满足先进光学侦察下的隐身要求。
绿色植物的叶绿素卟啉结构，使其在光学和近红外波段具有显著的光谱特征：波长550 nm处的光谱反射峰，波长670 nm附近的光谱吸收峰以及680～780 nm范围反射率陡升[2]。
酞菁与卟啉结构很相似，可看成是卟啉分子中四个吡咯环外围并四个苯环形成的，其光谱曲线基本形状与植物相似，苯环结构导致酞菁吸收峰较植物产生了100 nm左右的红移。
酞菁具有很强的配位能力，中心及周边位置可进行金属离子[3]、取代基团[4-5]置换或取代，分子结构变化导致前线分子轨道(HOMO-LUMO)能级改变[6]，形成光谱性能可调的酞菁化合物[7-8]。
在有机染(颜)料、太阳能电池材料等领域具有重要的应用和潜在应用价值[9-12]。
酞菁合成一般以金属离子为模板，酞菁分子碎片(邻苯二甲腈等)在一定的反应条件下环绕模板形成具有特定性能的酞菁化合物[13-14]大连理工大学夏道成通过该方法合成了1，11，15，25-四羟基-4，8，18，22-二(桥联二丙羧基)酞菁铜并表征其紫外-可见光谱[15]；东华大学陈大俊合成了不同的八羧基金属酞菁染料，并研究其光谱响应范围、水溶性等性质[16]。
二者均未涉及酞菁类染料拟合植物光谱的研究，且目前针对光学伪装需求的有机酞菁颜料合成及光谱性能研究未见报道。
本文根据能级跃迁公式ΔE=ћc/λ，ΔE、λ分别为轨道能级差和吸收波长，围绕峰值波长减小、轨道能级差增大为目标，设计以第四周期过渡金属为中心、α-NO2取代的单层平面结构。
采用DBU催化合成法[17]，利用自制装置合成酞菁化合物，探究最佳合成条件工艺和提纯方法，研究中心金属离子与聚集方式对酞菁化合物光谱性能的影响，合成与植物“同谱同色”的酞菁类颜料，为对抗高、超光谱成像侦察下目标伪装技术提供新方法和新材料。
2 实验2.1 合成原理DBU催化法是指在加热条件下，以DBU(有机碱1,8-二氮杂双环[5,4,0]-7-十一烯)为催化剂，邻苯二甲腈与金属盐在有机溶剂中进行反应，分子碎片包围金属模板合成金属酞菁，该方法反应温度低，副产物少。
本文以4-硝基邻苯二甲腈与金属氯盐在DMAC溶剂(二甲基乙酰胺)中进行反应制得α-四硝基金属酞菁(TNMPC)，合成原理见图1。
图1 金属酞菁DBU催化合成原理示意图 Fig.1 A schematic diagram of DBU catalytic synthesis of metal phthalocyanine2.2 仪器与试剂电子天平、真空干燥箱、微量进推器、比色皿、集热式磁力搅拌器、柱层析装置、冷凝装置、紫外-可见光-近红外分光光度计，所用试剂见表1。
表1 原料剂表Tab.1 Ingredient list名称规格试剂厂家N,N-二甲基乙酰胺AR科龙化工二氯甲烷ARTansooleDBU99%阿拉丁乙醇AR南京化学试剂厂甲醇AR西陇化工各种金属氯化物AR西陇化工4-硝基邻苯二甲腈98%阿拉丁石英砂60～80目 AR南京化学试剂厂硅胶200目 AR南京化学试剂厂2.3 合成与提纯合成装置及合成工艺示意图如图2所示。
称取4-硝基邻苯二甲腈 0.004 mol，金属氯化物0.001 mol，DMAC 5 mL(溶剂)，倒入三口烧瓶常温搅拌充分溶解。
将烧瓶置于铁架台，放入聚四氟乙烯磁子，插上冷凝管、温度计、塞口后移至集热式磁力搅拌器固定。
根据金属离子及取代基不同，设定220～270 ℃恒温油浴加热。
调整旋钮使磁子保持稳定旋转并以微量进推器向反应溶液注射催化剂DBU 0.075 mL，开始反应直至溶液彻底变色反应完全，记录反应时间。
图2 自主设计合成装置及合成工艺示意图 (1.聚四氟乙烯磁子, 2.高温温度计, 3.冷凝管, 4.集热式磁力搅拌器, 5.甲基硅油油浴锅, 6.反应液) Fig.2 Schematic diagram of self-designed synthesis device and synthetic process(1.Teflon polyethylene magneton; 2.High temperature thermometer; 3.Condensing tube; 4.Heat magnetic mixer; 5.Methyl silicone oil bath wok; 6.Reaction liquid)提纯过程示意图见图3。
将反应液倒入烧杯再置于相同反应温度下的油浴中加热去除溶剂DMAC，直至不产生气泡为止。
取出烧杯，常温冷却至样品呈固态，倒入乙醇搅拌、沉淀、倒去上层清液，反复直至上层清液为无色，将沉淀物置于阴凉处挥发干燥得到产物。
图3 提纯过程示意图 Fig.3 Schematic diagram of purification process2.4 性能测试(1)吸收光谱样品制备：取合成产物0.1 g溶入二氯甲烷制成浓溶液，将二氯甲烷、甲醇以固定比例(铁酞菁样品2∶1，其他样品4∶1)配制洗脱液，过层析柱取下层深色柱层。
经溶解过滤蒸发，得到深色固体粉末样品。
通过计算后，取0.000 1 mol样品溶于10 mL二氯甲烷，置于比色皿中，采用分光光度计进行吸收光谱测试。
(2)反射光谱样品制备：取过量样品溶于二氯甲烷得浓溶液，均匀涂布于滤纸，溶剂挥发后，采用分光光度计进行反射光谱测试。
(3)产物产率：0.001 mol金属酞菁的理论质量记为w1，提纯挥发后的产物质量记为w2，产率%=w2/w1×100%。
3 结果分析与讨论3.1 合成条件对产物、产率的影响本文基于DBU催化合成法，利用自行设计装置合成金属酞菁化合物，通过调控反应时间、温度进行大量对照实验，以产率为标准，探究各金属酞菁的最佳合成条件。
由于初始反应液颜色(浅黄至浅绿色)、中间产物颜色(血红至紫红色)、目标产物颜色(墨绿色至深蓝色)存在较大差异，故而实验初期反应液颜色可以用于判断合成程度。
图4为在不同温度下各金属酞菁反应液彻底变色所需时间。
从图中可看出，反应时间随反应温度升高而缩短直至稳定不变，除铁酞菁在270 ℃外，其余金属酞菁在240～250 ℃时反应时间达到最短。
随着温度升高，分子活化能增加，有利于金属离子从氯化物中分离并与分子碎片形成更稳定的酞菁化合物，但温度继续升高，反应达到平衡，反应时间不再变化。
图4 不同中心金属的反应时间与反应温度 Fig.4 Reaction time and reaction temperature of different central metals在最佳反应温度下各金属酞菁产率随时间的变化关系如图5所示。
从图中可看出，在最佳反应温度下，产物产率先随反应时间增加而提高，一段时间后反应达到平衡，产率不再增加，除铁酞菁在50 min，其余金属酞菁在20～30 min内产率达到最高。
本文金属离子均为第四周期过渡族元素，外层电子相同，不同的是内壳层电子数，决定化学反应和化学性能的恰是最外层电子，因此，达到最佳反应温度的反应时间及产物产率变化不大。
铁酞菁的合成条件较其他金属酞菁反应条件苛刻的原因可能是由于三价铁与氯离子结合紧密，破坏原有的离子键需要能量较大。
图5 不同中心金属的反应时间与产率 Fig.5 Rreaction time and yield of different central metals各金属酞菁最佳合成条件见表2。
表2 金属酞菁最佳合成条件Tab.2 Optimum synthesis conditions of metal phthalocyanine产物反应温度/℃反应时间/min表观颜色四硝基酞菁铁(TNFePC)270±550±3墨绿色四硝基酞菁铬(TNCrPC)230±530±3深靛色四硝基酞菁钴(TNCoPC)230±530±3深绿色四硝基酞菁镍(TNNiPC)220±520±3深青色四硝基酞菁铜(TNCuPC)240±530±3深蓝色四硝基酞菁锌(TNZnPC)220±520±3青绿色3.2 中心金属离子对酞菁化合物光谱性能影响酞菁分子的4个异吲哚单元通过N桥联形成大环结构，直径约2.7×10-10 m，中心金属离子的化合价、离子半径和配位数不同，可形成不同结构的金属酞菁化合物。
半径较小的金属离子(Fe2+、Co2+、Ni2+等)形成的单层平面酞菁结构共轭体系小，Q带峰值波长有利于往短波移动。
本文研究了Fe2+、Co2+、Zn2+、Cu2+ 4种金属酞菁化合物的光谱性能，其吸收光谱和反射光谱曲线如图6所示。
从图中吸收光谱曲线可看出，钴、铜、铁金属酞菁的Q吸收峰值波长均在670 nm附近，锌酞菁在700 nm附近，均符合酞菁化合物Q带(600～800 nm)吸收峰特征，证明合成产物为实验预期的金属酞菁。
金属离子对吸收峰的位移影响较小，差异(1～10) nm之间， Zn2+内层电子全满与其他过渡金属光谱差异较大，但也不超过30 nm；金属离子对吸收峰上升的陡峭程度影响较大，本文中钴酞菁的吸收峰最尖锐，在反射光谱曲线中表现反射率上升最陡。