三维金属卟啉中间不同的金属离子对其结构、光物理、电化学和自旋电子性质有微妙的影响。

本文合成了一系列与六种第一排过渡金属(M = 2H, Mn, Fe, Co, Ni, Cu和Zn)对称的中位取代卟啉(TPA-MPs)，并通过多种光谱技术对其进行表征。

用密度泛函理论(DFT)计算得到的静电势能面(ESP)在取代的三苯胺基上表现为集中的正静电势，而在卟啉环上的负静电势则随金属离子的不同而不同。

对所有化合物进行了晶体结构表征，除TPA-MnP和TPA-ZnP外，均显示出共面卟啉大环，而TPA-ZnP则因轴向位置被Cl -和H2O占据而发生畸变。

此外，x射线光电子能谱(XPS)和电子顺磁共振(EPR)证实了TPA-MPs中金属离子的价态。

电子光谱显示，随着TPA-CoP <TPA-CuP & lt;TPA-P = TPA-NiP <TPA-FeP & lt;TPA-ZnP & lt;TPA-MnP通过在卟啉骨架中添加不同的金属离子。

与TPA-P相比，TPA-MnP在Soret波段表现出最显著的红移(Δλmax = 49 nm)。

TPA-MPs的电化学氧化还原电位随着中心金属离子d轨道的逐步填充而降低，Zn的3d轨道完全填充使TPA-ZnP的氧化起始度最低。

同时，与其他TPA-MPs相比，TPA-MnP和TPA-FeP的HOMO-LUMO间隙分别减少了1.78 eV和1.58 eV。

TPA-MPs具有良好的热稳定性、在整个可见范围内的全色吸收和合适的能级，表明其在染料领域的应用潜力巨大。

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