卟啉及其衍生物的应用2

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1、卟啉及其衍生物的应用摘要：近年来，卟啉及卟啉衍生物在显色反应、分子识别、催化合成反应等领域中有很广泛的应用。文章就卟啉及卟啉衍生物在分析化学、生命科学和化学合成方面的研究发展作一简要介绍，并提出卟啉化合物今后的发展方向。关键词：卟啉；金属卟啉；应用卟啉和金属卟啉广泛存在于自然界和生命体中，为高熔点的深色固体，多数不溶于水和碱，但能溶于无机酸。其溶液有荧光，对热非常稳定。卟啉化合物在石油产品中主要是以钒卟啉存在。在生命体系中，血红蛋白、细胞色素等生物分子的结构核心都是卟啉。它们作为一类特殊的大环共轭芳香体系，在仿生学、药学、医学、催化、材料化学、配位化

2、学、光谱学、电化学、分析化学、有机化学等领域有广阔的应用前景。近年来这类化合物的性能以及应用引起了科学家的广泛关注。尤其是金属卟啉，在发展检测气体的高选择性传感物质中是一类很有潜力的分子。本文就卟啉在分析化学、生命科学、催化等领域的应用作一综述。1卟啉的性质及基本结构卟啉是在卟吩环上拥有取代基的一类大环化合物的总称，具有特殊的刚性兀电子离域结构。卟啉的卟吩环基本上在一个平面上，因此它的性质比较稳定。卟吩环高度共轭的体系极易受到吡咯环及次甲基的电子效应影响，从而表现为各不相同的电子光谱。在卟啉大环中，四个氮原子构成了一定空间位置和配位能力的环境，可与金

3、属形成稳定的金属卟啉配合物。如果在卟啉环上改变取代基、调节4个氮原子的给电子能力，引入不同的中心金属离子或者改变不同亲核性的轴向配体，就会使卟啉和金属卟啉具有不同的性质，因而也具有不同的功能。由于卟啉具有特殊的结构和功能，因而被应用在多方面。2卟啉的应用研究2．1在分析化学中的应用2．1．1测定痕量金属离子卟啉类显色剂能与多种金属离子形成配合物，其摩尔吸光系数一般可达105L／moL．cm。因此卟啉作为显色剂，测定金属离子灵敏度很高，络合比固定，稳定性好，具有操作简便、测定快速等优点。自1974年四苯基卟啉三磺酸被作为光度试剂测量铜以来，卟啉试剂被称

4、为“超高灵敏度的显色剂”。文献报道可测定的金属离子有：zn(II)、Hg(II)、Mn(II)、Pd(II)、Ag(I)、Co(II)、Pb(II)、Cu(II)、h(IV)、Bi(m)、Au(III)、Cd(II)、Fe(III)。常用显色剂见表l。近年来，Ge4+测定方法已经建立。文献[l]用二溴羟基卟啉紫外可见光度法测定痕量Gc4+，Na2S03作为缓冲剂，能加快络合反应的进行。但是此方法若要在实际应用中得到推广还存在很多问题，诸如体系中所用Na2S03容易氧化等问题。最常用的显色剂为水溶性的磺酸基苯基卟啉。用卟啉作为显色剂，基于传统的方法测定

5、金属离子的缺点是反应速度慢、选择性差、测定步骤繁琐。因此，如何提高反应速度、降低检出限、探索理想的掩蔽剂、对更广泛的药品进行测定以及探测更有效的方法是摆在科技工作者面前的难题。四-甲氧基苯基卟啉制成的PVC敏感膜对于Pb有很好的响应。显色剂金属离子5，lO，15，20-四(4-羟基-3·磺酸苯基)卟啉Zn(II)Meso-四(4．氨基苯基)卟啉Zn(II)Meso-四-(3，5-二溴-4-羟基苯)卟啉Pb(II)Meso-四-(4．磺基苯基)．卟啉Pb(II)Mcso-四(3．氯-4．羟基．5-甲氧基苯基)卟啉Mn(II)Meso-四(4．吡啶基)卟

6、啉Pd(II)Meso-四(4一吡啶基)卟啉Ag(I)Meso-四(3．氯-4．磺酸苯基)卟啉Co(II)Mcso-四(对三甲胺基苯基)卟啉Cu(II)四-(4-氯-3-磺酸苯基)卟啉Cu(II)Meso-四(对磺酸基苯)卟啉In(II)Mcso-四(对三甲胺基苯基)卟啉Bi(III)四-(4-磺酸基苯基卟啉)Au(III)Meso-四(3-氟-4-磺基苯)卟啉Cd(II)(4-甲氧基-4-磺酸基苯基)卟啉Fe(III)龙立平等[2]用附有敏感膜的石英玻片自制流通测量池，基于荧光分析方法建立-J'Pb2+光化学传感器。此敏感膜对pbz+有快速可逆的响

7、应，可用于测定环境中水溶液的Pb2+。其优点是在相当长时间有很好的稳定性，且方便、快捷、灵敏。表1卟啉测定金属离子情况Table1detectionofmetalionsbyporphyrin谢顺萍等[3]尝试将中位．四甲氧基苯基卟啉制备成微胶囊，并将其用于重金属离子Hg2+的检测。此举将减少有机相的大量使用，从而减少对环境造成的污染。2．1．2在分子识别方面的应用分子识别是指分子之间(主体与客体或称之为受体与底物)靠共价键或非共价键力的选择性结合并产生某种特定功能的过程。卟啉的分子自组装驱动力有氢键、配位键、疏水作用力、静电和堆积效应。利用自组装技

8、术可以在卟啉环周边进行化学修饰，从而引入特定官能团对底物进行精确识别。卟啉分子周边功能团的位置和方向可加以控