574-93-6/酞菁的結構和性質

酞菁是由四個異吲哚單元組成的18電子大共軛體系化合物，其大共軛環結構的中心有一直徑約2.70×10-10m的空腔，銅、鎳、鋅、鈷、鐵等金屬元素可在空腔位置通過兩個共價鍵和兩個配位鍵與酞菁螯合構成高度穩定的金屬酞菁。

酞菁與金屬酞菁的結構

性質

酞菁類化合物對熱高度穩定。以酞菁銅為例，在空氣中加熱到420℃才會發發生分解；在惰性氣體中加熱到580℃時不分解而是升華；在真空中即使加熱至900℃的高溫下仍保持穩定。

酞菁在濃硫酸、氯磺酸、氫氟酸等酸性介質中溶解性良好，這是由于橋接吡咯環氮原子上發生的質子化效應所造成的。酞菁在硫酸中的溶解度取決于溫度和硫酸濃度，利用這個性質可使用濃硫酸從混合物中重結晶提純酞菁。酞菁在水和有機溶劑中的溶解度極差，40℃時酞菁銅在一升苯中僅能溶解0.15毫克，在諸如喹啉、三氯苯和苯甲酮等高沸點溶劑中，于高溫下溶解度也僅為幾毫克每升。

研究表明，在酞菁外環上引入磺酸基等親水基團、烷氧取代基等親脂性基團可顯著改善其在水和有機溶劑中的溶解性，這大大拓展了酞菁類化合物的應用范圍。酞菁及其相關衍生物均為單斜晶體。酞菁環為二維結構，其鍵長和鍵角只受中心金屬原子的影響。通過紅外和電子自旋共振光譜檢測表明酞菁具有多種晶型，例如酞菁銅就具有α、β、γ、δ、ε五種晶型，不同晶型的金屬酞菁其顏色等物理性質也有少許不同。