不对称卟啉配体及其锌配合物的合成与电化学性质

卟啉化合物的合成及物理化学性质周彬 ，张文 ，曾琪 ，张智（武汉大学 化学与分子科学学院 ，武汉 430072）【摘要】利用中位-四[对羟基苯基]卟啉和四水合乙酸钴在DMF 中搅拌加热至100℃回流30min 合成了金属钴卟啉。

然后再用柱层析分离得到纯净的金属卟啉产物。

利用电导率仪研究了金属卟啉金属钴卟啉的电迁移性质。

通过金属钴卟啉配合物与咪唑配位动力学的研究证实了其轴向上存在配位作用。

【关键词】 卟啉、金属（钴）卟啉配合物、咪唑、动力学性质、电迁移性质【前言】卟啉化合物是一类含氮杂环的共轭化合物,其中环上的各原子处于同一平面内(如图1所示) ：NHNHNNNHNHNNXXXX图1X=COOH;OH;NH 2如图2卟啉环中含有四个吡咯环,每两个吡咯环在2位与5位之间由一个次甲基桥连,在5,10,15,20,位上也可键合四个取代苯基(如图2),形成四取代苯基卟啉。

卟啉环中有交替的单键和双键,有18个π电子组成的共轭体系,具有芳香性。

当两个氮原子上的质子电离后,其形成的空腔中可以容纳Fe,Co,Mg,Cu,Zn,等金属离子而形成金属配合物，并且这些金属配合物都具有一些生理上的作用。

卟啉化合物具有对光,热的良好稳定性。

它的这种稳定性，大的可见光消光系数和它在电荷转移过程中的特殊作用，使得它在光电领域中的应用受到高度重视,它被用于气体传感器，太阳能的贮存，生物模拟氧化反应的催化剂，生物大分子探针，还可以作为模拟天然产物的母体，金属卟啉配合物被广泛的应用于微量分析等领域。

本实验合成并提纯了卟啉配合物,采用电导仪测定金属配合物在溶液中的电迁移性质，还就其与有机碱的轴向配位反应进行动力学的测定。

【实验部分】⒈试剂与仪器：1.1试剂卟啉,醋酸钴,DMF(二甲基甲酰胺),无水乙醇,无水乙醚,二氯甲烷,丙酮,环己烷,薄层层析硅胶,柱层析硅胶,氢氧化钠,咪唑,1.2仪器紫外-可见分光光度仪,傅立叶变换红外光谱仪,DD3001电导率仪,分析天平,电磁搅拌器,减压蒸馏装置,旋转蒸发仪,抽滤装置,真空干燥器.⒉实验步骤：2.1金属（钴）卟啉配合物的合成与分离在25 ml两口烧瓶中加入0.1540g中位-四（对羟基苯基）卟啉与8mlDMF,搅拌加热,至100o C时加入卟啉量的10倍摩尔量的四水和乙酸钴（0.5606g）,继续加热至回流,并保持回流状态20-30min。

2012.11.27-2010.12.10卟啉化合物的合成、理化性质及其应用薛风驰（0909401040）（苏州大学材料与化学化工学部09级化学类专业）摘要：用郭灿城等人提出新方法合成TPPH2，并以之进一步反应生成CoTPP。

还利用红外、紫外与荧光光谱分析其结构。

关键词：卟啉、TPPH 2、CoTPP 、合成Abstract ：We synthetised TPPH 2with the new method proposed by Cancheng Guo et al,and CoTPP with the TPPH 2which we made.In addition we characterized the two compounds by FT-IR,UV and fluorescence spectrum.Keywords ：porphyrins TPPH 2CoTPP synthetize1.前言卟啉(porphyrins )是卟吩(porphine ，如图1)外环带有取代基的同系物和衍生物的总称，当其氮上2个质子被金属离子取代后即成金属卟啉配合物(metalloporphyrins )。

该类化合物的共同结构是卟吩核，卟吩是由交替的单键和双键上的18个电子组成的大π体系的平面性分子，具有芳香性，有2个共振异构体。

卟啉环中含有4个咯吡环，每2个吡咯环在2位和5位之间由一个次甲基桥连，在5，10，15，20位上也可键合4个取代苯基，形成四取代苯基卟啉（TPPH 2）(图2)。

HNN NH N N H NHNN 图1卟吩的结构图2四苯基卟啉的结构卟啉和金属卟啉都是高熔点的深色固体，多数不溶于水和碱，但能溶于无机酸，溶液有荧光，对热非常稳定。

卟啉体系最显著的化学特性是其易与金属离子生成1:1配合物，卟啉与元素周期表中各类金属元素(包括稀土金属元素)的配合物都已得到，大多数具有生理功能的吡咯色素都以金属配合物形式存在，如镁元素存在于叶绿素中，铁元素存在于血红素中。

卟啉类化合物的合成与性质研究卟啉类化合物是一类具有特殊结构和重要应用价值的有机化合物。

它们由四个吡咯环通过共享碳原子构成，并且在一个或多个环上含有金属原子。

卟啉类化合物在生物学、材料科学和光电子学等领域具有广泛的应用。

本文将探讨卟啉类化合物的合成方法和性质研究。

一、卟啉类化合物的合成方法卟啉类化合物的合成方法多种多样，其中最常见的方法是通过酸催化的缩合反应合成。

这种方法利用吡咯环上的氨基和醛基或酮基之间的反应，生成卟啉环。

此外，还可以通过金属催化的反应合成卟啉类化合物。

金属催化反应的优势在于反应条件温和，产率高，适用范围广。

二、卟啉类化合物的性质研究卟啉类化合物具有许多独特的性质，其中最引人注目的是它们的光学性质。

由于卟啉环中的共轭双键结构，卟啉类化合物具有很强的吸收和发射光谱。

这使得它们在光电子学领域有着广泛的应用，如光敏染料、光电转换器件等。

此外，卟啉类化合物还具有良好的电子传输性质。

由于卟啉环中的共轭结构，电子在分子内可以自由传输，使得卟啉类化合物成为一种优良的电子传输材料。

这一性质使得卟啉类化合物在有机电子器件中有着广泛的应用，如有机太阳能电池、有机场效应晶体管等。

此外，卟啉类化合物还具有较强的配位性质。

由于卟啉环上的氮原子可以与金属形成配位键，卟啉类化合物可以与金属离子形成稳定的配合物。

这些配合物在生物学和催化领域有着重要的应用，如血红素和维生素B12等。

三、卟啉类化合物的应用前景卟啉类化合物由于其独特的结构和多样的性质，具有广泛的应用前景。

在生物学领域，卟啉类化合物被广泛应用于光动力疗法、荧光探针和生物传感器等。

在材料科学领域，卟啉类化合物可用于制备光电材料、催化剂和分子电子器件等。

在光电子学领域，卟啉类化合物可用于制备光电转换器件、光敏染料和有机发光二极管等。

总之，卟啉类化合物的合成与性质研究对于推动生物学、材料科学和光电子学等领域的发展具有重要意义。

通过不断深入研究，我们可以进一步了解卟啉类化合物的结构与性质之间的关系，为其应用提供更加可靠的理论基础。

卟啉配合物
卟啉配合物是一类含有卟啉结构的配合物，其中卟啉是一种含有四个吡啶环并通过共轭连接的大环分子。

卟啉配合物在自然界中广泛存在，包括生物体内的血红蛋白和叶绿素等。

此外，在化学合成和材料科学领域，也可以合成许多具有卟啉结构的配合物，并且它们具有多种不同的性质和应用。

以下是卟啉配合物的一般特点和性质：
1.结构特点：
卟啉结构是由四个吡啶环通过共轭连接而成的大环分子。

在卟啉结构中，通常会有一个中心金属离子与卟啉的氮原子形成配位键，形成卟啉配合物的基本结构。

2.颜色：
许多卟啉配合物在溶液中具有鲜艳的颜色，这是由于卟啉结构中的π电子的共轭结构导致的吸收和发射可见光的能力。

不同金属离子和配体的选择会影响卟啉配合物的颜色。

3.配合键：
卟啉结构的氮原子通过配位键与中心金属离子形成配合物。

配位键的形成使得卟啉配合物具有稳定的结构和特定的化学性质。

4.生物学功能：
在生物体内，卟啉配合物具有重要的生物学功能。

例如，血红蛋白和肌红蛋白中的血红素就是一种卟啉配合物，它们在氧气的运输和储存中起着关键的作用。

叶绿素是另一个重要的卟啉配合物，它在光合作用中起着捕获光能和催化光合反应的作用。

5.合成方法：
合成卟啉配合物通常涉及到有机合成和配位化学技术。

常见的合成方法包括静态反应、动态反应和模板合成等。

通过选择不同的金属离子和配体，可以合成具有不同结构和性质的卟啉配合物，从而拓展其在材料科学和生物医学领域的应用。

总的来说，卟啉配合物具有多种重要的性质和应用，包括生物学功能、光学性质和化学反应活性等，因此受到了广泛的研究和应用。