本文尝试利用微波法合成5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉,并对最佳合成条件进行了摸索。
图1 卟吩及卟啉结构示意图
2 卟啉合成方法综述
2。1 Rothemund方法
Rothemund方法[6, 7]是最早合成卟啉化合物的方法,该方法在酸性条件下,以苯甲醛和吡咯为原料,吡啶和甲醇为溶剂,置于密闭的玻璃容器中,在150℃下反应 24 - 48 小时,合成卟啉。该方法为人工合成卟啉的发展奠定了坚实的理论基础,但该法反应时间长,反应条件苛刻,收率低,可用来合成卟啉的芳香醛特别少。
图2 Rothemund 方法
2.2 Alder 方法
1967 年 Adler 和 Longo 改进了 Rothemund 的方法[7],将原料苯甲醛和吡咯加入装有丙酸的反应容器中,在141℃下回流反应30min,反应结束后,将反应液冷却至室温后过滤,用无水甲醇和热水洗涤,洗至滤液无色后,真空干燥,得紫色卟啉晶体。此方法的优点是不必在密闭容器中进行,操作简单,产率达到 20%。但其缺点是由于反应条件的限制,一些对酸敏感的含取代基的苯甲醛不能作为反应原料[8];在反应过程中很容易产生大量的焦油状物,会导致产品分离纯化的困难,最终影响收率。
2。3 Lindsey方法
1987年,Lindsey对Alder法作了进一步的改进,Lindsey法也称为两步法,首先是在氮气的保护下,在装有二氯甲烷溶剂的反应容器中加入苯甲醛和吡咯,再以三氟化硼和乙醚络合物为催化剂合成卟啉原,然后再以二氯睛基苯醌(DDQ)或四氯苯醒(TCQ)为氧化剂将卟啉原氧化得到最终产物卟啉[6]。该方法的优点是因反应温度不高,反应产生的副产物较少,所以最后目标产物的分离纯化较容易;但该方法的缺点是第一,反应条件苛刻,要在氮气的保护下反应;第二,反应分两步进行,需要加入氧化剂才能将卟啉原氧化成卟啉,从而使实验步骤变得复杂。文献综述
2。4 微波合成法
1991年Petit[10]提出了合成卟啉的新方法,用无机硅胶作为载体,吸附吡咯和苯甲醛,在微波诱导下合成卟啉,产率9。5%。该方法的优点是反应时间短,节能环保,缺点是产率低,目的产物的分离不易。后来刘云等人对其作了进一步的改进,以吡咯和苯甲醛为原料,对硝基苯甲酸作催化剂,先将苯甲醛和对硝基苯甲酸加入反应容器中,在微波炉中预热2-3分钟,再将吡咯加入反应容器反应20min后,分离提纯,产率可达40%。
3 实验部分
3。1 仪器和试剂
3。1。1仪器
超声-微波协同萃取仪 中山大学和上海新拓联合研制
旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂
SHZ-III型循环水真空泵 上海亚荣生化仪器厂
WFH-203三用紫外分析仪 上海精科实业有限公司
DL-4005低温冷却液循环泵 上海比朗仪器有限公司
KQ-509B型超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司
3。1。2 试剂
对羟基苯甲醛、苯甲醛、吡咯(重蒸)、丙酸、苯酚、二甲苯、2-硝基苯甲酸、乙醇(分析纯)、甲醇(分析纯)、石油醚、三氯甲烷(分析纯)、二氯甲烷(分析纯),
薄层层析硅胶板、柱层析硅胶(200-300目)来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com
3。2 实验步骤
3。2。1 5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉的合成
参考文献[11],在100mL圆低烧瓶中,首先加入40ml反应溶剂,再加入对羟基苯苯甲醛(4mmol,0。488g)和苯甲醛(12mmol,1。22mL),在微波仪中预热10min至回流,然后将溶有吡咯(16mmol,1。11mL)的10ml溶剂加入到反应液中,在10min钟的微波功率下继续反应一定的时间,反应完成后,将反应液倒入烧杯中置于通风橱自然冷却至室温,加入等体积的无水甲醇,放入冰箱静置过夜。抽滤,用甲醇洗至滤液基本无色,得紫色晶体,再将紫色晶体放入培养皿中置60℃的烘箱中干燥收集,得卟啉粗产品。