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氟烷基具有独特的性能，将它引入卟啉分子中会对卟啉大环产生重要影响，往往带来很多好的性质。在我们组以前工作的基础上，本文继续研究了多种氟烷基卟啉的合成、性质和应用，通过陈试剂(FSO2CF2COOMe)合成了各种三氟甲基取代钴卟啉并研究了三氟甲基取代对卟啉物理、化学性质的影响;通过第二代点击化学——六价硫氟交换反应(SuFEx)合成多种多氟烷基取代卟啉，并初步研究了其催化氧化反应;研究了金属卟啉催化的氟烷基卡宾的转移反应;还研究了通过经典的多氟芳环亲核取代反应将含氟卟啉作为光敏剂与石墨烯共价相连，并初步研究了该卟啉-石墨烯共价复合物在催化光解水产氢方面的应用。具体的，本文工作主要分为四章。 一、氟烷基金属卟啉的合成及其性质研究。利用陈试剂对钴卟啉进行三氟甲基化时，意外得到[Co-CF3]金属卟啉络合物，并合成出一系列不同数量和不同位置三氟甲基取代的钴卟啉。详细比较了该系列卟啉的紫外-可见光谱、荧光淬灭光谱、氧化还原电势等方面的性能，较系统考察了三氟甲基对卟啉各种物理化学性质的影响。此外，我们还通过第二代点击化学——六价硫氟交换反应(SuFEx)，简单高效地合成多种多氟烷基取代卟啉，将其用于催化惰性C(sp3)-H键的氧化反应，着重考察其在不同种类C(sp3)-H键催化氧化反应中的选择性以及自身稳定性。 二、铁卟啉催化的三氟甲基卡宾与醛的Wittig反应研究。虽然金属卟啉催化的不含氟重氮化合物和醛的Wittig反应已经被广泛研究，但由于三氟甲基独特的性质，三氟甲基重氮甲烷与典型的不含氟重氮化合物重氮乙酸乙酯的性质有着很大的差别，两者在铁卟啉催化下的反应行为明显有别，所以三氟甲基重氮甲烷的Wittig反应不易实现，一直未见报道。我们通过大量实验成功实现了该反应，发现反应温度及三苯基膦的用量至关重要。此反应进一步补充了三氟甲基重氮甲烷的反应类型，拓展了其应用。值得一提的是，含氟金属卟啉对该反应没有表现出更好的催化效果。 三、铁卟啉催化的三氟甲基卡宾与异腈的偶联反应研究。我们发现，铁卟啉能够在温和条件下催化三氟甲基重氮甲烷脱除氮气生成相应的三氟甲基卡宾，该卡宾能够迅速与异腈发生偶联反应，生成三氟甲基取代的亚胺联烯中间体，其结构得到了单晶衍射的确证。该中间体用途十分广泛，可以不经分离发生水解、和各种亲核试剂发生加成反应、在一价银的催化下与炔丙胺发生亲电环化反应，生成各种潜在有用的含三氟甲基的有机化合物。这是三氟甲基卡宾首次生成碳碳双键的应用，也是目前合成氟烷基取代的亚胺联烯最简单温和的方法，对三氟甲基重氮甲烷的反应是一个重要补充。 四、含氟卟啉与氧化石墨烯的共价偶联及其催化光解水产氢的初步研究。利用经典的多氟芳环亲核取代反应一步一锅法将含氟卟啉以共价键的方式嫁接到氧化石墨烯表面，再通过水合肼还原得到规整负载了含氟卟啉的石墨烯。利用氟元素分析较为准确计量了卟啉嫁接量。还利用紫外-可见光谱、荧光淬灭光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜等分析测试手段对得到的含氟卟啉-石墨烯共价复合物进行分析表征，确定了含氟卟啉与石墨烯的共价键相连。我们还初步研究了该含氟卟啉-石墨烯共价复合物催化光解水产氢，发现其催化效果要明显好于含氟卟啉-石墨烯共混物。