卟啉、酞菁配体金属有机框架材料的设计制备及其作为一氧化氮载体的研究

一氧化氮是重要的生物信使分子,MOF在NO活性载体材料方面有着重要的应用前景。本课题以酞菁和卟啉化合物为配体构筑金属有机框架材料作为一氧化氮的载体，从三个方面增加框架材料对一氧化氮的吸收能力：①在大环配体上引入活性金属中心；②鉴于酞菁和卟啉的取代基易于进行化学修饰的特点，在其取代基上引入能够结合一氧化氮的功能基团；③除去框架结构中客体和配位溶剂分子得到活性金属中心。同时，采取三种方法调节框架材料与一氧化氮的结合程度：①改变大环配体中心的金属离子；②利用大环配体上取代基对中心金属配位能力的影响；③变换构筑框架结构的金属离子。通过这些途径，研究材料的功能性质与金属离子、配体取代基以及聚合物结构之间的关系；寻求既具有很高储量，又具有合适释放条件的优质一氧化氮载体材料。辅助量化计算，探讨设计具有更高性能的新型功能材料的思路和方法。

一氧化氮分子在生物体内许多生理过程中扮演着重要的角色。因此，十几年来，研究者一直致力于寻找能够大量储存并能够缓慢释放一氧化氮气体的功能材料，金属有机框架材料在这方面体现出巨大的潜力。本项目合成了几种酞菁、卟啉配体，在提纯之后，通过四聚法合成了含羧基的酞菁和卟啉配体，并以这些配体构筑了几个系列的金属有机框架材料，在对其进行了系统的性质表征之后，对其作为一氧化氮载体的性质进行了研究，结果显示配合物的孔结构和大环配体中心的金属离子对一氧化氮分子的吸收和释放具有重要的影响。同时，本项目还制备了几种其它类型的配体，并合成了四个系列二十余种MOF材料，并利用X-射线粉末衍射、单晶衍射、元素分析、热重分析、红外光谱、和荧光光谱对它们进行了充分的表征。其中，利用比表面积分析仪对部分MOF材料进行了孔结构的大小、分布和气体吸附-脱附方面的研究。