卟啉与金属卟啉化合物

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1、卟啉与金属卟啉化合物研究概况命名与结构天然存在合成方法应用研究概况统计结果——出版年主题=(porphyrin)OR主题=(porphyrins)OR主题=(metalloporphyrin)OR主题=(metalloporphyrins)WebofScience—SCI2010.9.1研究概况统计结果——来源出版物主题=(porphyrin)OR主题=(porphyrins)OR主题=(metalloporphyrin)OR主题=(metalloporphyrins)2010.9.1早在30年代就有人从事卟啉化学的研究,它们现已被广泛用于分析化学、配位化学、仿生、医学、催化等许多领域

2、。近年来,各国科学家对它们的研究更深入和活跃,了解这类化合物在生命过程中的作用,将有助于我们更好地开发和利用它们。命名与结构卟吩(porphine)卟啉(porphyrin)金属卟啉(metalloporphyrin)相互关系中位碳或外环碳被取代与金属离子结合卟啉的骨架命名与结构卟吩(porphine)1234567891011121314151617181920中位(meso)碳外环碳IUPAC编号法命名与结构12α34β56γ78δFisher编号法命名与结构环外双键命名与结构互变异构天然存在血红素(heme)血红素a存在于细胞色素a、细胞色素氧化酶等天然存在血红素b存在于血红蛋白

3、、肌红蛋白、细胞色素b等天然存在血红素c蛋白质分子存在于细胞色素c等半胱氨酸天然存在其它含有血红素的蛋白质：过氧化氢酶(catalase,CAT)超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)天然存在叶绿素(chlorophyll,Chl)R＝CH3，叶绿素a；R＝CHO，叶绿素b叶绿醇光合作用(photosynthesis)天然存在叶绿素：叶绿素a、b、c、d、e；细菌叶绿素(bacteriochlorophyll,Bchl;a,b等)合成方法1.Rothemund法四苯基卟啉最早由Rothemund合成出来。其方法是将等摩尔的苯甲醛和吡咯以及吡啶溶剂置于密封容器中

4、，在150℃反应24—48小时，能得到产率很低的四苯基卟啉，并且在此条件下，能用来作反应物的取代苯甲醛极少。Rothemund法是最早合成卟啉化合物的方法。该法反应时间长，所需反应条件苛刻，且要求反应器密闭隔氧，底物浓度较低；后处理非常麻烦，反应收率低，仅有极少数芳醛可用于合成卟啉，因此该法逐渐为后人所改进。2.Adler法1967年Adler和他的助手采用苯甲醛和吡咯在回流(141℃)的丙酸中反应，反应时间为30min，冷却，过滤，滤饼分别以甲醇和热水洗涤，真空干燥，得蓝紫色四苯基卟啉晶体。此方法不必将反应器密封，产率达到20%。用该方法合成时，反应原料除苯甲醛，还可用取代苯甲醛合成

5、四苯基卟啉的衍生物。此法是目前应用最广泛的中位取代四苯基卟啉的合成方法，操作简单，原料浓度可较大。Adler法大大丰富了合成中位四苯基卟啉化合物的内容。3.Lindsey法1987年Lindsey进一步改进了四苯基卟啉的合成。采用苯甲醛和吡咯在氮气的保护下，在二氯甲烷中，以三氟化硼合乙醚络合物（(C2H5)2O·BF3）催化，室温下反应生成卟啉原，然后以二氯二氰基苯醌（DDQ）或四氯苯醌（TCQ）将卟啉原氧化得到最终产物卟啉，产率可达30%。但是该方法反应原料浓度较低，以吡咯计仅为10-2molL，且反应步骤较多，反应条件较苛刻，难以进行大量合成。4.微波合成法1992年法国化学家Pe

6、titA及其合作者首次报道了固相微波合成TPP，产率为9.5%。1996年，胡文祥等用微波湿法合成TPP。继后，刘云、胡希明等也分别探讨了不同溶剂、不同催化剂条件下TPP的微波合成，但前者操作较繁琐，后者的产率较低（14%以下）。陈年友等报道了以硝基苯为溶剂，氯乙酸为催化剂，以195W功率的微波辐射6min，四苯基卟啉的产率为36%，且操作简单，反应条件温和，反应时间短，粗产物较易分离纯化。5.其他合成方法八乙基卟啉应用卟啉化合物在自然界广泛存在，由于卟啉化合物具有独特的结构、性能和特殊的生理活性，卟啉化合物在医学、生物化学、材料化学、合成化学、分析化学、能源利用等很多方面具有良好的应

7、用前景，人们对卟啉化合物的合成及应用已经进行了深入研究。1.在医学方面的应用卟啉在医学上的应用有以下几方面：卟啉类光敏药物对肿瘤的光动力疗法超声治疗癌症卟啉类光敏药物血卟啉(Hematoporphyrin，简称HP)是提取自血液的一种有机光敏物，是最常被应用的抗癌物。其作用机理是：在有氧的情况下，卟啉经一定波长的光照后可吸收能量并激发出单线态氧而杀死细胞。利用这种特性，当卟啉聚集在癌变部位时，用某种波段的光或激光照射病灶，便可杀死癌细胞，从而达