由于卟啉及其衍生物酞菁與科學(xué)界的兩大難題（光合成反應(yīng)中心的作用和分子器件的生產(chǎn)）緊密相連。半個(gè)多世紀(jì)來(lái)一直成為人們研究的熱點(diǎn)?；瘜W(xué)工作者經(jīng)過(guò)近百年的研究，合成了大量的卟啉、酞菁化合物。從無(wú)金屬到金屬配位，從對(duì)稱到不對(duì)稱，從無(wú)取代到取代再到不對(duì)稱多取代，從一維到三維，從非功能化到功能化再到器件化，大大豐富了卟啉、酞菁類化合物的種類。
在種類繁多的卟啉、酞菁化合物中，由于共軛大環(huán)卟啉、酞菁體系間強(qiáng)烈的電子相互作用，三明治型混雜卟啉、酞菁稀土配合物顯示出非同尋常的光、電、熱、磁性質(zhì)和作為新型分子導(dǎo)體、分子磁體、分子電子元器件、電致變色、光電轉(zhuǎn)換和液晶等功能材料的巨大潛力。關(guān)于它們的研究近年來(lái)成為熱點(diǎn)。
稀土酞菁配合物由于中心稀土離子半徑較大，不能完全落在酞菁空穴中，且由于稀土離子的高配位數(shù)，所以傾向于形成三明治型配合物(圖1- 2)該類三明治型酞菁配合物由于其特有的物理性質(zhì)，特別是電致變色性質(zhì)，吸引著人們的極大興趣。
酞菁類化合物可看作是四氮雜卟啉的衍生物，具有D2n點(diǎn)群對(duì)稱性。自20世紀(jì)初被偶然合成以來(lái)，已在染料工業(yè)和光電功能材料等方面獲得了巨大的應(yīng)用。近年來(lái)隨著功能材料的研究開(kāi)發(fā)，發(fā)現(xiàn)這一類化合物具有許多誘人的功能。諸如含金屬離子的酞菁類配合物MPc（M2+為二價(jià)金屬離子，H2Pc為自由酞菁）具有很大的三階非線性光學(xué)響應(yīng)系數(shù)，夾層稀土酞菁配合物REPc2（REn+為稀土離子）具有電致變色效應(yīng)，由于π-π相互作用，酞菁結(jié)晶時(shí)呈柱狀排列而顯示出沿柱方向的低維導(dǎo)電性，橋聯(lián)的金屬酞菁配合物在室溫下具有很好的液晶相，另外，它在催化劑、抗輻射劑等方面的作用也受到人們的重視。
酞菁是一類由8個(gè)N 原子、8個(gè)C原子組成的16中心18π電子的芳香共軛體系的大環(huán)共軛配合物。它具有顏色鮮艷、生產(chǎn)成本較低、著色性優(yōu)異、良好的光、熱及化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)異的光、電性質(zhì)， 在可見(jiàn)光區(qū)有較好的吸收以及分子結(jié)構(gòu)的可調(diào)節(jié)性。除了用作傳統(tǒng)的染料和顏料外，酞菁類化合物很早就被用作太陽(yáng)能電池中的光敏化劑。同時(shí)酞菁環(huán)內(nèi)有1個(gè)空穴,可以容納鐵、銅、鈷、鋁、鎳、鈣、鈉、鎂、鋅等金屬元素,并結(jié)合生成金屬配合物。通過(guò)改變不同的金屬離子可以獲得不同能級(jí)的金屬酞菁化合物，有利于提高太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。但由于無(wú)取代的金屬酞菁幾乎不溶于水和有機(jī)溶劑, 極大地限制了它的應(yīng)用。改善金屬酞菁水溶性的方法,一般是在環(huán)上加入磺酸基或羧酸基團(tuán)
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