四苯基卟啉镁的合成、表征及光化学性质

四苯基卟啉合成方法及反应机理研究进展
毛炳炎;李春霖;王勤波;申槟玮
【期刊名称】《有机化学研究》
【年(卷),期】2014(002)002
【摘要】介绍了四苯基卟啉的结构和性质,从经典合成方法、反应溶剂和催化剂的改进、氧化剂的改进、加热方式的改进、规模化生产方法等方面综述了近年来四苯基卟啉的合成方法进展,并以苯甲醛和吡咯为主要反应物合成对四苯基卟啉的反应机理做了论述,对四苯基卟啉的合成方向进行了展望。

【总页数】10页(P28-37)
【作者】毛炳炎;李春霖;王勤波;申槟玮
【作者单位】[1]浙江曙扬化工有限公司,衢州;;[2]湖南大学化工系,长沙;;[2]湖南大学化工系,长沙;;[1]浙江曙扬化工有限公司,衢州
【正文语种】中文
【中图分类】O62
【相关文献】
1.3,5-二叔丁基邻苯二醌合成方法的改进及反应机理讨论 [J], 赵国柱
2.取代四苯基卟啉化合物的合成方法及应用 [J], 赵胜芳;杨水彬;郑艳
3.四苯基卟啉钴的合成方法及回收溶剂的利用 [J], 石琳娜
4.合成四苯基卟啉反应机理 [J], 何明威;潘继刚
5.四苯基卟啉钴的合成方法及回收溶剂的利用 [J], 石琳娜
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四苯基卟啉类化合物荧光光谱的性质近年来，四苯基卟啉类化合物在有机合成、有机发光、有机电子学等领域受到广泛关注，其中荧光光谱性质也是它的重要研究内容。

四苯基卟啉类化合物是一类具有双共轭环结构的有机半导体分子，具有很高的红外吸收性和发射性，因此可以有效的应用在有机半导体中，成为近年来的重点研究对象。

四苯基卟啉类化合物的荧光光谱性质是由其双共轭环结构决定的。

这类有机分子具有高精度的立体结构，其双共轭环结构可以通过改变电子结构来控制其发射和吸收光谱性质。

该类有机分子具有很高的可见光区荧光性质，能够有效地吸收光子，增强紫外辐射，从而达到光学消弱的效果。

此外，由于四苯基卟啉类化合物具有共轭双环结构，该类有机分子的荧光强度还可以通过改变电子结构来改变。

此外，四苯基卟啉类化合物的荧光光谱性质还受温度的影响。

当温度升高时，该类有机分子的荧光强度会急剧下降；当温度降低时，该类有机分子的荧光强度会急剧增加，可以达到荧光增强的效果。

因此，控制温度是控制四苯基卟啉类化合物的发光增强的关键技术。

四苯基卟啉类化合物的荧光光谱性质还受PH值的影响。

当PH值升高时，该类有机分子的荧光强度也会相应的增加，从而达到发射增强的效果；当PH值降低时，该类有机分子的荧光强度会急剧下降，从而达到发射抑制的效果。

因此，控制PH值也是控制四苯基卟啉类化合物的发光强度的关键技术。

四苯基卟啉类化合物是一类具有双共轭环结构的有机半导体物质，具有高精度的立体结构，具有很高的红外吸收性和发射性，因而在有机发光、有机半导体等领域受到广泛关注。

四苯基卟啉类化合物的荧光光谱性质受其双共轭环结构、温度和PH值的影响，可以通过改变电子结构、控制温度和PH值来控制其发射和吸收光谱性质。

由此可见，对于四苯基卟啉类化合物的荧光光谱特性的研究将有助于提高有机半导体发光性能，更好的应用于实际生产和生活中。

综上所述，四苯基卟啉类化合物具有双共轭环结构和高精度的立体结构，可以通过改变电子结构、控制温度和PH值来控制其发射和吸收光谱性质，因此对这一类有机分子的研究具有重要的现实意义。

卟啉化合物的合成及光电性能卟啉是一种重要的天然有机化合物，其分子结构为四个吡啶环通过甲烷桥相连而成，是许多生物体内重要的分子构建块。

因其具有独特的光电性能，广泛应用于光电领域。

本文主要探讨卟啉化合物的合成方法以及其在光电领域的性能表现。

首先，卟啉化合物的合成可通过多种途径实现。

其中，自然界中往往通过生物合成途径产生，而在实验室中，化学合成是常见的方法之一。

通过闭环合成法，可以较为高效地合成卟啉化合物。

闭环合成是指通过碳环的闭合反应，在不断逐步构建分子骨架的过程中，最终合成目标产物。

这种方法具有较高的选择性和效率，是实验室合成卟啉化合物的常用手段之一。

其次，卟啉化合物在光电领域中表现出色的性能。

由于其分子结构的特殊性质，卟啉具有较好的光吸收和电子传输性能。

在太阳能电池中，卟啉化合物可以作为光敏染料，吸收阳光的能量转化为电能。

此外，在光导纤维和光合成中也起到重要作用。

卟啉还可以通过与不同金属配合形成卟啉金属络合物，拓展了其在光电领域的应用领域。

最后，通过对卟啉化合物的研究和合成，可以不断拓展其在光电领域的应用。

通过调控卟啉分子结构，改善其光电性能，提高其在光伏和光催化领域的效率。

同时，进一步研究卟啉与金属的配合反应，探索新的卟啉金属络合物的光电性能，为光电材料的开发提供新的思路和途径。

总的来说，卟啉是一种重要的有机化合物，其在光电领域的应用潜力巨大。

通过合成方法的不断改进和性能研究的深入探索，将为卟啉化合物在光电领域的应用提供更为广阔的前景。

希望未来能够有更多的研究者加入到这一领域，共同推动卟啉化合物的应用与发展。

四苯基卟啉及其金属配合物的制备及光谱测定一、实验目的1. 掌握meso-四苯基卟啉及其金属配合物的合成方法2、掌握用薄层层析方法跟踪反应进程的原理和方法3. 掌握柱层析法分离提纯产物的原理和方法4、理解配位前后UV-Vis、IR光谱变化的机理二、实验原理1.卟啉的结构卟吩(Porphine)是由4个吡咯分子经4个次甲基桥联起来的共轭大环分子。

环中碳、氮原子都是sp2杂化，剩余的一个p轨道被单电子或孤对电子占用，形成了24中心26电子的大π键，具有稳定4n+2π电子共轭体系，具有芳香性。

卟啉(porphyrins)，是卟吩的外环带有取代基的同系物和衍生物。

卟啉化合物的命名主要有两种即fischer命名和IUPAC命名法，IUPAC命名法将卟吩环与甲叉相连的吡咯环上的碳开始依次编号，fischer命名法是将卟吩的四个甲叉用α，β，γ，δ表示。

卟吩核的α，β，γ，δ位由于不同的取代基取代后就成为中位取代卟啉，它是一类与血卟啉相似的化合物。

如四苯基卟啉，结构式如图1：卟啉环中心的氢原子电离后，形成的空腔可以与金属离子配位形成金属卟啉配合物。

周期表中几乎所有金属元素都可以和卟啉类大环配位，金属卟啉也广泛存在于自然界。

例如动物体内的血红素是含铁卟啉化合物，血蓝素是铜卟啉化合物，植物体内的叶绿素是含镁的卟啉化合物，维生素B12是含钴的卟啉化合物。

卟啉化合物由于其母体卟吩具有刚性为主兼有柔性的大环共轭结构，因而具稳定性好，光谱响应宽，对金属离子络合能力强的特性。

卟啉化合物巨大的应用前景激起了化学家和生物学家对卟啉化学极大的兴趣和研究热情。

人们相信卟啉化合物在医学、仿生学、材料化学、药物化学、电化学、光物理与化学、分析化学、功能分子的设计、合成及应用研究等各个领域都有很大应用前景。

2、中位取代卟啉的一般光谱特征红外光谱(1)卟啉化合物的的红外光谱特征峰为在1590-1300 cm-1C=N伸缩振动峰，在1000 cm-1左右的卟啉骨架振动峰，在3550-3300 cm-1的N-H伸缩振动峰和在970-960 cm-1的N-H面内变形峰。

α,β,γ,δ-四苯基卟啉的合成研究
刘雁红
【期刊名称】《天津科技大学学报》
【年(卷),期】2003(018)002
【摘要】以N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜为溶剂,在无水硫酸镁存在下,将CO2通入吡咯与苯甲醛混合液中反应,可以直接合成不含四苯基二氢卟啉(简称TPC)的四苯基卟啉(简称TPPH2).
【总页数】3页(P23-25)
【作者】刘雁红
【作者单位】天津科技大学基础科学系,天津,300222
【正文语种】中文
【中图分类】O626.13
【相关文献】
1.四苯基卟啉及其衍生物的结构与性质的研究(Ⅴ)——氨基取代四苯基卟啉衍生物的同系线性规律 [J], 李良超
2.四苯基卟啉的催化合成和微波合成研究 [J], 刘云;徐同宽;肖德宝;张军;孙玉娥
3.四苯基卟啉的微波诱导合成研究 [J], 胡希明;梅治乾;刘海洋;黄仲涛;王乐夫
4.四苯基卟啉及其衍生物的结构与性质研究(Ⅳ)——二质子四苯基卟啉及其衍生物的光谱、pK_a与取代基常数间的线性关系 [J], 罗明道;李良超;颜肖慈;屈松生
5.二氟化四苯基卟啉合锗、氢氧化四苯基卟啉合锗电化学和光谱电化学性质的研究[J], 陶建中;李玉俭;刘凤楼;郝海玲;王爱全;陈翠玲;王三虎
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华南理工大学学报(自然科学版)第27卷第10期Journal of South China University of Technology Vol.27No.10 1999年10月(Natural Science)October1999四苯基卟啉的微波诱导合成研究*胡希明梅治乾刘海洋黄仲涛王乐夫(华南理工大学化工学院广州510640)摘要研究了四苯基卟啉微波诱导合成的机理及影响因素.实验结果表明,微波作用的时间与强度、反应体系溶剂及催化剂的选择、反应试剂的组成及用量等均对四苯基卟啉的合成有较大的影响;微波对四苯基卟啉的合成存在非热效应,可提高反应试剂缩合关环形成四苯基卟啉的速率.关键词四苯基卟啉;微波诱导;合成中图资料分类号TQ031.2自1986年Gedye等[1]发现微波可以显著地加快有机合成反应的速率以来,微波在合成化学、材料化学、分析化学和高分子化学等领域迅速得到了人们的重视[2].卟啉类化合物作为细胞色素P_450的化学模拟模型是一个非常活跃的研究领域.四苯基卟啉(TPP)是其中重要的化合物之一.T PP最早由Rothemund[3]合成成功;Adler等[4]改进了合成方法,他们将反应物料置于丙酸回流体系中,不需惰气保护而合成了T PP,产率也较Rothemund采用的方法有较大提高;之后,Treibs利用乙酸/吡啶混合溶剂制备了T PP;1986年,Lindsey等[5]发现在CH2Cl2溶剂中,可以用BF3_乙醚作催化剂,在平衡条件下由苯甲醛和吡咯缩合来生成T PP.国内,郭灿城等[6]在DM F溶剂中以无水AlCl3为催化剂合成TPP,取得了较好的结果;王煜等[7]以苯酚为溶剂成功地合成了T PP.这些合成方法各有特点,但也存在不同程度的局限性.Petit等[8]将苯甲醛、吡咯混合液吸附在无机酸性固体载体上,利用载体的酸性催化作用,可以较方便地在微波条件下合成四苯基卟啉,但产率仅有百分之几.这是一个有机干反应体系.笔者曾就与卟啉结构类似的酞菁铜配合物的微波合成进行了报道[9],并考察了酞菁铜的微波磺化反应.本文研究了在微波诱导条件下,溶液体系中吡咯和苯甲醛缩合关环生成T PP的合成反应规律及影响因素.1实验部分1.1仪器和试剂微波辐照采用新宝M I_9077型微波炉,最大输出功率600W,五档功率及反应时间设定由电脑控制进行,微波频率2450GHz.所用试剂均为市售分析纯试剂.UV_Vis光谱分析采用岛津M PS_2000紫外-可见光谱仪.收稿日期:1998-12-25*广东省自然科学基金资助项目(960291)胡希明,男,1953年生,副教授;主要研究方向:精细化学品.1.2 四苯基卟啉的合成将等摩尔量的新蒸吡咯、苯甲醛投入一定量溶剂中,电磁搅拌几分钟后,放入微波炉中,按设定的功率与时间进行合成反应,反应器上部接有聚四氟乙烯排气管.适当控制加热时间,使反应混合液不发生剧烈沸腾.反应完成后,取出混合液自然冷却至室温,加入过量乙醇,静置过夜.经过滤后,用乙醇洗至滤液无色,在40e 下干燥,得粗T PP.将粗TPP 用CHCl 3溶解,G 型硅胶柱层析,CH Cl 3淋洗,淋洗液经旋转蒸发至干后真空干燥便可得四苯基卟啉.2 结果与讨论2.1 四苯基卟啉的表征合成的四苯基卟啉采用UV_Vis 光谱进行表征.UV_Vis 数据为:Soret 带,417.5nm;Q 带,514.1nm,549.7nm,590.5nm,646.1nm.与文献[10]数据一致.2.2 催化剂对合成反应的影响在吡咯和苯甲醛合成四苯基卟啉的过程中,体系的酸性对卟啉的合成反应有很大的影响,是四苯基卟啉缩合关环生成反应的有效催化剂.Adler 等[11]考察了Cu 、Co 、Ni 等金属离子以及苯、乙酸、甲醇和一些混合溶剂对缩合反应的影响,发现无论金属离子是否存在,在酸性介质中总能缩合得到较高的卟啉产率;而在非酸性介质中,卟啉产率均小于1%.实验结果表明,在微波诱导条件下,催化剂对吡咯和苯甲醛的缩聚反应同样具有很大的影响.我们分别选用了丙酸、苯酚和DM F 作为反应溶剂,其中丙酸、苯酚具有一定的酸性,可起到酸性催化剂以及反应体系溶剂的作用.DMF 为中性非质子极性溶剂,没有酸催化作用,在反应过程中,需要另外加入催化剂才能得到四苯基卟啉.在常规加热条件下,如果用DMF 作为合成反应体系的溶剂,只有在无水AlCl 3催化下才能得到四苯基卟啉.除了无水AlCl 3,采用无机强酸H Cl 、H 2SO 4、BF 3_乙醚、无水FeCl 3或P 2O 5作催化剂,均不能得到四苯基卟啉[5].在微波诱导条件下,我们发现不加催化剂就不能生成四苯基卟啉;而在H Cl 或无水AlCl 3催化下,均可获得四苯基卟啉产物,其结果如表1所示.实验结果表明,无机强酸HCl 表1 催化剂对T PP 产率的影响Table 1 T he infl uence of catalysts on the yields of TPP 催化剂HCl 无水AlCl 3产率/% 1.112.8 反应条件)DM F:20mL;苯甲醛:0.01mol;吡咯: 0.01mol;微波功率:600W ;时间:5min.在微波诱导条件下,在DMF 溶剂中能够作为催化剂对四苯基卟啉的关环生成反应起催化作用,这揭示了微波所独有的诱导增促作用.我们的实验还表明,微波虽然对化学反应存在诱导增促作用,但并不能完全取代化学催化剂.与常规加热合成反应相比,微波诱导对吡咯和苯甲醛缩合关环生成四苯基卟啉的反应所具有的增促作用也表明,微波诱导对缩合关环合成反应存在非热效应.无水AlCl 3作为一种路易斯酸对合成产率影响很大,这是因为反应过程中生成的H 2O 可以与部分无水AlCl 3发生水解反应,促使反应向生成四苯基卟啉的方向移动,因而可以得到较高的卟啉产率.2.3 微波诱导作用时间对卟啉产率的影响同一微波诱导作用强度下,分别以丙酸、DMF 和苯酚为溶剂进行反应,发现随微波诱导12 华南理工大学学报第27卷作用时间的延长,四苯基卟啉的产率明显增加.在达到一定的反应时间后,延长作用时间,产率增加不明显,结果见表2.由于三种溶剂的介电常数和极性各不相同,它们吸收微波辐射的能力也不一致.DMF 具有很大的极性和介电常数,能强烈地吸收微波能量,在无水AlCl 3催化以及较强的微波诱导作用下,四苯基卟啉关环合成反应速率快,反应5m in 即可得到较高的四苯基卟啉产率;丙酸的极性比DM F 小,在丙酸介质中微波热效应和非热效应均相对较弱,合成速率慢,所需的合成反应时间长,但丙酸的酸性(p K a =4.88)较强,酸催化作用较好,得到的卟啉产率也较高;微波对苯酚的诱导效应不及DM F,而苯酚的酸性也很弱(p K a =9.86),虽然也可以获得四苯基卟啉,但合成反应的速率和产率均不高.2.4 反应物用量对四苯基卟啉产率的影响反应物用量对TPP 产率的影响见表3.表2 反应时间对T PP 产率的影响T able 2 T he influence of reaction timeo n the yields of T P P溶剂反应时间t /m i n 产率/% <1010.2丙酸(20mL)1513.52014.1512.8DM F(无水AlCl 3)1013.3(20mL)1513.652.2苯酚(8g)104.915 4.8 反应条件)微波功率:600W ;苯甲醛:0.01mol;吡咯:0.01mol.表3 反应物用量对T PP 产率的影响T able 3 T he influence of quantity of reactants on the yields of T PP 溶剂加热条件苯甲醛用量/mol 吡咯用量/mol 产率/% 0.005 0.005 8.3丙酸(20mL)600W,15min 0.010.0113.50.0150.01511.90.0050.0057.2DM F(无水AlCl 3)600W,5min 0.010.0112.8(20mL)0.0150.01511.50.0050.005 2.9苯酚(8g)600W,10min 0.010.01 4.90.0150.015 3.1实验结果表明,反应物用量对四苯基卟啉的产率有较大影响,选择合适的反应物用量,能提高反应收率.反应物用量太少时,反应速度低,产物收率相对较低;用量太多,则可能加速吡咯的自聚合反应,也会使得产物收率降低.2.5 反应机理在酸催化作用下吡咯和苯甲醛发生缩聚反应,其产物是一个链长不定的聚合物[11]:当n =4时,聚合物可关环生成四苯基二氢卟啉(TPC),最后在氧化剂(O 2)的存在下,T PC 被氧化而生成四苯基卟啉.聚合物关环为反应过程的速率控制步骤,即中间体速率控制步骤T PC+H 2O [O]TPP+H 2O.在无水AlCl 3催化作用下,吡咯和苯甲醛缩合生成四苯基卟啉可能的反应历程为[5]:第10期胡希明等:四苯基卟啉的微波诱导合成研究13B AlCl 3T PC+H 2O T PC+[O ]T PP+H 2O其中,中间体B 关环生成TPC 是整个反应的速率控制步骤.微波诱导作用下,由于微波独特的热效应及非热效应的存在,使得四苯基卟啉的合成反应相对于常规加热合成反应表现出不同的结果.微波诱导对TPP 的合成起正向促进作用,使得四苯基卟啉的关环生成速率大大增加,反应可以在5~15min 内完成;在以DMF 为溶剂时,采用HCl 作催化剂也可以获得四苯基卟啉产物,这表明微波对TPP 的合成反应存在非热效应.吡咯和苯甲醛在发生缩合反应时,苯甲醛的正电性羰基碳原子可以进攻吡咯环2位上的电子密度较大的碳原子,形成一个链长不定的聚合物.当n=4时,发生如下关环反应:微波使不同电性的反应物离子与极性分子向相反方向运动,从而使反应物分子的相对运动能量和相互碰撞频率增加[9,12].由前述关环反应方程式可见,当生成n =4的聚合物时,微波诱导使不同电性的链两端的原子相对运动加速,链端羰基碳原子与吡咯环2位上电子密度较大的碳原子的碰撞频率大大增加,发生有效碰撞的次数也相应增加,从而促进关环生成四苯基卟啉,使得反应速率比在常规加热条件下大为提高.参 考 文 献1 Gedye R N,Smith F E,W estaw ay K C.The rapid synthesis of organic compounds in microw ave ovens.Can J Chem,1986,27(3):279~2822 M ajetich G,Hicks R.The use of microw ave h eating to promote organic reacti on.J M icrow ave Pow er and Electromagneti c Energy,1995,30(1):27~433 Rothemund P.Formation of porphyrins from pyrrols and aldehydes.J Am Chem Soc,1935,57:20104 Adler A D,Longo F R,Finarelli J D,et al.A simplified synthesis for m eso_tetraphenylporphyrin,J Org Chem,1967,32:4765 Lindsey J S ,H s u H C,Sch reiman I C.Synthesis of tetraphenylporphyrins under very mild conditions.Tetrahedron Lett,1986,27:496914 华南理工大学学报第27卷第10期胡希明等:四苯基卟啉的微波诱导合成研究156郭灿城,何兴涛,邹纲要.合成四苯基卟啉及其衍生物的新方法.有机化学,1991,11:416~4197王煜,何明威,王军强.铜卟啉、钒氧卟啉的合成.应用化学,1996,12:67~688Petit A,Loupy A,M aillaed P,et al.M icrow ave irradiati on in dry medi a:A new and easy method for synthesis of tetrapyrroli c com pounds.Synthetic Comm,1992,22(8):11379胡希明,梅治乾,黄仲涛等.微波辐照下酞菁铜配合物的合成及其磺化反应.华南理工大学学报(自然科学版),1997, 25(12):34~3810Badger G M,Jones R A,Laslett R L.The synthe sis of porphyri ns by the Rothemund re action.Aust J Chem,1964,17:1028 11Adler A D,Longo F R,Shergalis W.M echanistic i n vestigations of porphyrin syntheses(Ñ):Preliminary studies on ms_te-traphenylporphyrin.J Am Chem Soc,1964,86:3145~314912张华莲,胡希明,赖声礼.微波对化学反应作用的动力学原理研究.华南理工大学学报(自然科学版),1997,25(9): 46~50STU DY ON TH E M ICROWA VE_INDU CED SYN THESIS O FT ET RAPHEN YLPORPHYRIN*H u Ximing Mei Zhiqian Liu H aiyang H uang Zhongtao Wang Lef u(College of Chemical Eng ineering,South China Univ.of Tech.,Guang zhou510640)Abstract T he mechanism and factors of fmicrow ave_induced synthesis of tetraphenylporphyrin (TPP)had been investigated.Our tests indicated that the synthesis was m uch influenced by the time and intensity of microw ave irradiation,the choice of solvents and catalysts,the proportion and quantity of reactants and so on.Microwave inducement resulted in the athermal effect,w hich can increase the velocity of close_loop condensation reaction in the formation of TPP.Key words tetraphenylporphyrin;microw ave inducement;synthesis*Supported by the Natur al Science Foundation of Guang dong(960291)。

四苯基卟啉的合成与表征四苯基卟啉是一种重要的有机分子材料，被广泛用于光电子学、生物医疗、催化等领域。

本文将介绍四苯基卟啉的合成和表征方法。

合成方法四苯基卟啉的合成方法较为复杂，以下将介绍其中较为常见的几种方法。

第一种方法：Anderson方法Anderson方法是四苯基卟啉合成的一种传统方法，其主要步骤如下：1.将酞菁代入和苯甲醛反应得到卟啉-phenaldazine。

2.经过获取、晶化、减压干燥等处理后，将卟啉-phenaldazine与甲硫醇等在碱性条件下反应，得到四苯基卟啉。

这种方法虽然操作相对简单，但其产率较低且对环境有较大的污染。

第二种方法：Lindh方法Lindh方法是一种改良版的四苯基卟啉合成方法，其操作步骤如下：1.将酞菁代入和苯丙酮反应，生成卟啉-phenalenone。

2.利用杂环化合物类似三苯基硼烷的还原剂将卟啉-phenalenone还原，生成四苯基卟啉。

Lindh方法不仅产率较高，且环保性能也较好。

由于使用的还原剂不是常见的危险化学品，因此该方法也更加安全。

表征方法四苯基卟啉是一种具有复杂结构的分子，其得到后需要进行表征。

以下将介绍主要的表征方法。

红外光谱分析红外光谱是测量物质分子振动状态的一种分析方法。

用红外光谱仪对四苯基卟啉进行分析，可以通过不同波长的光波与分子间的能量转移关系，给出其分子结构、化学键类型以及化学键键长等信息。

紫外-可见吸收光谱分析紫外-可见吸收光谱是表征物质电子结构的一种分析方法。

在紫外-可见吸收光谱仪中，四苯基卟啉物质吸收位置及强度可获得分子内部电子结构及电子能级等信息。

核磁共振光谱分析核磁共振光谱将磁场作用于分子，根据原子核固有的磁学特征，分析分子内部结构与化学键的信息。

通过核磁共振光谱分析，可以解析出四苯基卟啉分子的各个质子交换及化学位移信息。

结论本文介绍了四苯基卟啉的合成和表征方法，其中Anderson方法和Lindh方法分别为较为常见的合成方法。

四苯基卟啉的合成与表征作者：孙绪利，许申鸿，唐建国王瑶 Laurence A. Belfiore来源：《科技视界》 2015年第19期四苯基卟啉的合成与表征孙绪利1，2，3，4许申鸿1，2，3唐建国1，2，3，4王瑶1，2，3，4Laurence A. Belfiore1，2，3，4（1.国家高分子杂化材料国际合作基地，山东青岛 266071；2.青岛大学材料研究所，山东青岛 266071；3.省部共建纤维新材料与现代纺织国家重点实验室培育基地，山东青岛 266071；4.青岛大学材料科学与工程系，山东青岛 266071）【摘要】采用Adler法以吡咯为原料，在丙酸和硝基苯的催化下与苯甲醛缩合成功合成了四苯基卟啉，并对合成工艺进行了优化，研究了反应时间、反应物用量比对四苯基卟啉收率的影响，结果表明反应时间4小时、反应物苯甲醛与吡咯用量比为1.1:1时，四苯基卟啉的产率较高为38%，以红外光谱、氢核磁共振谱、荧光分光光度计、紫外分光光度仪对产物进行了表征。

【关键词】四苯基卟啉；合成；表征卟啉是卟吩环带有不同取代基一类化合物的总称，在生物体中广泛存在且在生理活动中有着重要作用如血红素（铁卟啉）和叶绿素（镁卟啉）[1]。

卟啉类化合物具有刚性兼有柔性的大环共轭结构，具有一定芳香性、稳定性好、光谱响应宽、对金属离子络合能力强。

近年来，卟啉化学这一具有重大科学意义和广泛应用前景的研究领域吸引了越来越多领域科学家的研究兴趣，如无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、材料化学、医学及生物学等，与之相随的是关于卟啉化合物有关的交叉学科分支正在形成，且取得了许多优异的成果。

1967年，Alder[2]提出了用吡咯、苯甲醛合成了四苯基卟啉的经典方法。

此方法后处理简单，以甲醇、热水洗涤，目标产物产率较高，目前为止大部分卟啉化合物仍采用这种方法。

1991年，郭灿城[3]改进了合成方法以DMF为溶剂，AlCl3为催化剂、苯甲醛、吡咯反应，产率在30%左右，缺点是产物分离困难。

第24卷第4期宿州学院学报Vol .24,No .4　2009年8月Journal of Suzhou University Aug .2009doi :10.3969/j .issn .1673-2006.2009.04.031无溶剂固相一步合成四苯基卟啉黄　敏1, 段　乐2, 王玉炉3(1.河南省医药学校,河南开封　475001;2.漯河食品工业学校,河南漯河　462000;3.河南师范大学化学与环境科学学院,河南新乡　453000)摘要:以吡咯和苯甲醛为原料,酸性A l 2O 3作为催化剂和载体,无溶剂固相一步合成了四苯基卟啉(T PP ),研究了研磨、光照、微波、传统加热4种方式对反应的影响。

结果表明:收率都较低,但这种合成方法省时省力而且不再使用有机溶剂,满足了绿色化学的要求。

关键词:四苯基卟啉;吡咯;苯甲醛;无溶剂固相中图分类号:O 622 文献标识码:A 文章编号:1673-2006(2009)04-0094-02收稿日期:2009-01-28作者简介:黄敏(1981-),河南开封人,助教,主要从事有机化学的教学与研究工作。

卟啉化合物由于具有独特的结构及性能,近年来在光动力疗法[1]、分析化学[2]、材料科学[3]等领域有着广泛的应用,所以卟啉化合物合成方法的研究与改进成为人们感兴趣的重要课题。

四苯基卟啉(TPP )为卟啉类化合物中极为重要的化合物之一,1935年由Rothemund 成功合成出来[4];之后,Adler [5]和Lindsey [6]等进一步改进了TPP 的合成方法,成为目前合成卟啉化合物方法中应用最广泛的方法。

但是这些经典的合成卟啉的方法仍存在不少缺点,其中最主要的就是始终避免不了有机溶剂的使用,对环境造成一定的污染。

“无溶剂固态有机合成”概念的提出是在20世纪90年代,它提倡不使用溶剂进行有机反应,具有低污染、低能耗、操作方便等优点,为有机合成发展为绿色化学与技术提供了新途径。

四苯基卟啉及其金属配合物的制备卟啉简介 1.卟啉的结构卟吩（Porphine ）是由4个吡咯分子经4个次甲基桥联起来的共轭大环分子。

环中碳、氮原子都是sp 2杂化，剩余的一个p 轨道被单电子或孤对电子占用，形成了24中心26电子的大π键，具有稳定4n+2π电子共轭体系，具有芳香性。

卟啉（porphyrins ），是卟吩的外环带有取代基的同系物和衍生物。

卟啉化合物的命名主要有两种即fischer 命名和IUPAC 命名法，IUPAC 命名法将卟吩环与甲叉相连的吡咯环上的碳开始依次编号，fischer 命名法是将卟吩的四个甲叉用α，β，γ，δ表示。

NH NNN H12345678910111213141516181920IUPAC 命名编号方法 Fisher 命名编号方法卟吩核的α，β，γ，δ位由于不同的取代基取代后就成为中位取代卟啉，它是一类与血卟啉相似的化合物。

如四苯基卟啉，结构式如图1：N HN NNH图１ 四中位取代四苯基卟啉化合物的结构式卟啉环中心的氢原子电离后，形成的空腔可以与金属离子配位形成金属卟啉配合物。

周期表中几乎所有金属元素都可以和卟啉类大环配位，金属卟啉也广泛存在于自然界。

例如动物体内的血红素是含铁卟啉化合物，血蓝素是铜卟啉化合物，植物体内的叶绿素是含镁的卟啉化合物，维生素B 12是含钴的卟啉化合物。

卟啉化合物由于其母体卟吩具有刚性为主兼有柔性的大环共轭结构，因而具稳定性好，光谱响应宽，对金属离子络合能力强的特性。

卟啉化合物巨大的应用前景激起了化学家和生物学家对卟啉化学极大的兴趣和研究热情。

人们相信卟啉化合物在医学、仿生学、材料化学、药物化学、电化学、光物理与化学、分析化学、功能分子的设计、合成及应用研究等各个领域都有很大应用前景。

2、中位取代卟啉的一般光谱特征 红外光谱(1)卟啉化合物的的红外光谱特征峰为在1590-1300cm -1C=N 伸缩振动峰, 在1000cm -1左右的卟啉骨架振动峰, 在3550-3300cm -1的 N-H 伸缩振动峰和在970-960cm -1的N-H 面内变形峰。