卟啉(porphyrin)化合物在自然界中广泛的存在,是生命过程中必不可少的一类化合物。在动物体内有血红素,卟啉主要存在于血红素,在植物体内有主要在叶绿素中储存,卟啉分子是光合作用和细胞呼吸链反应中心的关键部分[1]。卟啉具有独特的结构和性质,卟啉的环系基本上处于一个平面上,具有结构共轭性,是一类高度共轭的体系[2]。因此,它的性质比较稳定,且具有较深的颜色,多数不溶于水和碱,能够溶于无机酸,如丙酸,例如在Adler合成方法中,用丙酸作溶剂,同时卟啉的溶液有荧光。

由于卟吩环上的氢可以被多种取代基取代,因此卟啉有很多种类,因取代基的不同而有差异,金属离子可以和卟啉形成金属卟啉。金属卟啉有广泛的用途。由于其分子具有刚柔性、电子缓冲性、光电磁性和高度的化学稳定性[3], 卟啉被广泛的应用于生物化学、光电化学、医学、分析化学、催化化学和材料化学等多个相关学科及产业,所以卟啉的研究越来越受到研究者的青睐。

本文尝试利用微波法合成5-(4-氯苯基)-10, 15 ,20-三苯基卟啉,并对最佳合成条件进行了摸索。

图1  5-(4-氯苯基)-10, 15 ,20-三苯基卟啉结构示意图

2  卟啉的应用

2。1 医学方面的应用

卟啉具有特殊的结构,在医学上应用最多的是血卟啉(HP),血卟啉能够定位到肿瘤的位置,在光的辐射下产生单线态氧[4],杀死癌细胞,即在医学上被称为光动力学疗法,同时也有文献报道,布林可以起到抗HIV(艾滋病)的功能。卟啉应用到医学有一定的效果,但其也有缺点,卟啉应用到癌症的治疗会产生副作用,所以研究者们仍在探究一种副作用较小的以卟啉来治疗癌症,为肿瘤的治疗提供新的方法。金属卟啉因取代基的不同具有多种官能团,也就有多种类型的金属卟啉,其性质稳定,可以和其他的小分子物质结合形成有活性的大分子物质,例如在医学方面还有肿瘤的基因治疗,将单核苷与金属卟啉分子结合,合成核苷酸断裂剂,核苷酸断裂剂对核酸一定区域的碱基具有氧化作用[5],这样会是核酸的定位断裂,将有癌基因的片段氧化断裂丢失,对癌症的治疗有很重要的意义。论文网

2。2  环保方面的应用

NO是一种有害的大气污染物,它不仅能破坏臭氧层导致酸雨甚至可以致癌,NO主要来源于汽车尾气排放、垃圾燃烧,它对人类的生活产生了严重的威胁。研究表明有些金属卟啉化合物能够催化氧化NO转化为无毒的NO2 从而减轻空气污染。

2。3能源方面的应用

随着经济的发展,尤其对发展中国家,能源问题是面临的共同问题,越来越多的研究者也将目光转向能源的研究。近来,最成功的一个体系是Moore等人把一分子胡萝卜素,一分子卟啉和一分子苯醌连在一起,合成了一类化合物,在光照后可实现有效的电荷分离[6]。在这个体系中,胡萝卜素分子能吸收光能,成为单重态激发态,然后将能量转移给卟啉,卟啉能够贮存能量,卟啉作为中间体,再通过一定的途径将能量释放,这为太阳能的利用提供了新的途径,即可以制作光电池。

3 卟啉合成方法综述

3。1  Adler-longo反应

四苯基卟啉最早由 Rothemund 合成出来[7, 8]。其方法是用苯甲醛和吡咯为原料,以吡啶为溶剂 将其置于密封的玻璃容器中,在150℃反应 24小时得到。该方法反应时间长,所需反应条件苛刻,反应收率低。后来在1967年Adler-longo对该反应条件加以改进用苯甲醛和吡咯为原料,以丙酸为溶剂反应,冷却,过滤,干燥,得蓝紫色四苯基卟啉晶体[9]。此方法的优点是反应不必在密闭条件下进行,产率达到 20%。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%,但该方法也有缺点,反应中会生成大量的焦油状副产物,使产品的分离纯化困难。 

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