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摘 要

目的 利用微波法合成5-(4-氯苯基)-10, 15 ,20-三苯基卟啉，方法 将4-氯苯甲醛（4mmol）和苯甲醛（12mmol）加入到40ml溶剂中溶解，微波加热10min至回流，然后在2min钟内滴加完溶有吡咯（16mmol）的10ml反应溶液，在相应微波功率下继续反应一定的时间，反应完成后，自然冷却，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，再经硅胶柱柱层析提纯，得5-(4-氯苯基)-10, 15 ,20-三苯基卟啉。结论 50ml丙酸溶剂，4-氯苯甲醛（4mmol）、苯甲醛（12mmol）、吡咯（16mmol），微波功率200W,辐射时间30min，产率为5.98%。

关键词： 卟啉 微波法合成

Abstract： Objective using microwave synthesis of 5 - (4-chlorophenyl) - 10, 15, 20 tri phenyl porphyrin. Methods 4-Chlorobenzaldehyde (4 mmol) and benzaldehyde (12mmol) added to 40ml solvent to dissolve, microwave heating for 10 min to reflux and 2min minutes after the solution of pyrrole (16mmol) 10ml reaction solution and in the corresponding microwave power to reaction time, after the completion of the reaction, reaction liquid is poured into the beaker and naturally cooling to room temperature, add an equal volume of methanol, into the refrigerator standing overnight. Filtration, with methanol washing to filtrate almost colorless, purple crystal, the purple crystals into the culture dish mid 60 DEG C in an oven drying collected, crude product of porphyrin, followed by silica gel column chromatography purification, 5 - (4-chlorophenyl) - 10, 15, 20 - three phenyl porphyrin. Conclusion 50ml acid solvent, 4-, (4mmol), benzene formaldehyde (12mmol), (16mmol), microwave power 200W, radiation time 20min, the yield was 5.98%.

Key words： porphyrin Microwave synthesis 

目录

1 前言 3

2 卟啉的应用 4

2.1 医学方面的应用 4

2.2 环保方面的应用 4

2.3能源方面的应用 5

3 卟啉合成方法综述 5

3.1 Adler-longo反应 5

3.2 Lindsey反应 5

3.3 国内卟啉化合物的合成研究概况 6

3.4 微波合成法 6

3 实验部分 7

3．1 实验仪器和试剂 7

3.1.1 仪器 7

3.1.2 试剂 7

3.2 实验步骤 7

3.2.1 5-(4-氯苯基)-10, 15 ,20-三苯基卟啉的合成路线 7

3.2.2 5(4-氯苯基)-10, 15 ,20-三苯基卟啉的合成 7

3.2.2 5(4-氯苯基)-10, 15 ,20-三苯基卟啉的分离纯化 8

4. 结果与讨论 9

4.1反应溶剂对收率的影响 9

4.2微波辐射时间对产率的影响 9

4.3微波辐射功率对产品收率的影响 9

结论 11

参考文献 11

致谢 12

1 前言

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。

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。

图2 Adler-longo反应

3.2 Lindsey反应

1986 年 Lindsey 等^{[10, 11]}提出一种新的合成方法，克服了 Adler-Longo 法的缺点。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，然后再以二氯碃基苯醌(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^[8]。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。

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