卟啉酞菁及其衍生物是一类具有相似骨架结构的四吡咯化合物,也是重要的染料和颜料分子,有着潜在的应用价值。作为具有共轭体系的新型功能分子化合物,卟啉酞菁类化合物具有很好的配位能力,可以和元素周期表中的大多数金属离子配位(例如镧系金属,锕系金属以及一些主族金属)。在与离子半径大、配位点高的金属配位时形成凸出于N4平面的单层化合物或者是与金属配位形成二层和三层夹心配合物,这些夹心配合物可以统称为三明治型配合物或者夹心型配合物。卟啉酞菁衍生物的大环分子之间存在很强的π-π相互作用,丰富的可逆的稳定氧化态以及化学易修饰性。而且卟啉酞菁及其化合物通常具有较高的化学稳定性、热稳定性。这使得卟啉酞菁衍生物具有独特的光、电、磁学等性质,使其在新型的分子机器,谱学电化学,分子识别、场效应晶体管、手性和液晶等领域拥有广阔的应用前景。本论文主要设计合成了新颖的相同取代基的同金属、异金属的平面双核酞菁和三聚卟啉以及基于平面双核酞菁的稀土三明治型化合物,并对其结构与性能之间的关系进行了研究。以下三个方面是本论文的主要研究内容：1平面双核同金属及异金属酞菁化合物的合成结构及电化学性质研究因为具有扩展的π电子结构,含有变价金属的平面双核酞菁化合物拥有独特的光谱及电化学性能,因此引起人们极大的关注和研究。目前对于含有相同取代基的异金属平面双核酞菁化合物的合成表征及电化学性质研究很少有报道。此外,由于强烈的分子间的相互作用导致平面双核酞菁化合物溶解度差,所以至今平面双核酞菁化合物的单晶结构没有获得。本章节中,我们设计合成了取代基相同的同金属以及异金属的平面双核酞菁化合物MPc(OR)6-M’Pc(OR)6[M=M’=Co,Ni,Mn;M≠M’,M=Co,M’=H2,Ni, Mn],并通过质谱,电子吸收光谱,核磁共振光谱,红外光谱,元素分析及X-射线单晶衍射分析对所合成的化合物进行了表征。此外我们通过循环伏安法以及差示脉冲伏安法对同金属及异金属平面双核酞菁化合物的电化学性质进行了研究。通过X-射线单晶衍射分析,我们获得了首例平面双核双钻酞菁化合物CoPc(OR)6-CoPc(OR)6的晶体结构。这些结构数据有利于我们更进一步进行平面双核酞菁的性质研究。通过对同金属、异金属平面双核酞菁以及单体酞菁金属化合物的电化学性质的对比研究,我们确认了COⅡ/CoⅠ和MnⅡ/MnⅠ的还原电位。更进一步证明了异金属平面双核酞菁化合物合成路径的可行性。2基于1,3,5-三嗪的三聚卟啉的合成表征及自组装性质研究本章节中,在强酸条件下三苯基单氰基卟啉H2TPCNPP发生三聚反应生成以刚性基团苯环连接的包含1,3,5-三嗪内核的自由三聚卟啉。通过与乙酸锌反应得到了三聚锌卟啉。通过质谱,核磁共振一维氢谱,二维氢谱,电子吸收光谱,红外光谱以及元素分析对这些新化合物进行表征。并且我们还通过电子吸收光谱以及核磁共振光谱滴定实验对三聚锌卟啉和1,4-二氮环[2,2,2]辛烷(DABCO)的自组装过程进行了系统研究。在三聚锌卟啉溶液浓度为1×10-5M下进行的电子吸收光谱滴定实验时,我们发现两个等量点,表明三聚锌卟啉与DABCO通过卟啉中心金属锌与DABCO中氮原子的相互作用形成稳定的3：2类型的三明治型化合物。而在三聚锌卟啉溶液浓度为1×10-6M进行电子吸收光谱滴定实验时,我们发现一个等量点,没有中间态化合物的生成。通过低温核磁共振光谱滴定实验,我们确定三聚锌卟啉与DABCO可以形成不同种类的化合物,但是随着DABCO的加入,3：2类型的三明治型化合物逐渐占据主要地位直至其它种类化合物的消亡。通过对滴定实验的数据分析,我们计算得到3：2类型的三明治型化合物反应的配位常数K1是(6.4±0.2)×1022M-4,并且通过公式K1=Km6EM1EM2计算得到协同因子EM为0.002M。研究结果表明,不同浓度的三聚锌卟啉溶液形成化合物的种类不同。3基于平面双核酞菁的三明治型化合物的设计合成及非线性光学性质研究在本章中,我们以乙酰稀土盐为模版,DBU为催化剂,通过4,5-二己硫基邻二氰基苯和二异吲哚在戊醇中回流反应,分离提纯得到了基于平面双核酞菁的稀土三明治型化合物[{Pc(SC6H13)8)M{BiPc-(SC6H13)12}M(SC6H13)8](M=Pr,Eu,Lu)。我们通过质谱,核磁共振氢谱,电子吸收光谱,红外光谱以及元素分析对所有化合物进行了表征。我们通过循环伏安法对所有化合物的电化学性质进行了系统研究。此外,我们通过Z扫描技术研究了基于平面双核酞菁的镨三明治型化合物在甲苯溶液中的三阶非线性光学性质。我们得到了[{Pc(SC6H13)8}Pr{BiPc(SC6H13)12)Pr(SC6H13)8]的三阶分子超极化率为1.86-10-11,而普通双层酞菁化合物[Pr{Pc(SC6H13)8}2]的三阶分子超极化率值1.56-10-11。通过研究表明,我们发现基于平面双核酞菁的镨三明治型化合物的超级化率略优于普通镨双层酞菁化合物,在光限幅领域有潜在应用价值。