蒽醌-卟啉二元化合物合成

2012.11.27-2010.12.10卟啉化合物的合成、理化性质及其应用（苏州大学材料与化学化工学部09级化学类）摘要：为了了解卟啉化合物，用郭灿城等人提出新方法合成TPPH2和CoTPP，并利用红外、紫外与荧光光谱分析其结构。

关键词：TPPH2、CoTPP、合成Abstract：To understand the synthesis and token of Porphyrins,we synthetise TPPH2and CoTPP with new method proposed by Cancheng Guo et al,and characterized by FT-IR,UV and fluorescence spectrum.Keywords：TPPH2、CoTPP、synthetize1.前言卟啉(porphyrins)是卟吩(porphine)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)。

自然界中存在许多天然卟啉及其金属配合物,如血红素、叶绿素、维生素B12、细胞色素P-450、过氧化氢酶等。

天然卟啉化合物具有特殊的生理活性。

人工合成卟啉来模拟天然卟啉化合物的各种性能一直是人们感兴趣和研究的重要课题。

由于卟啉化合物独特的结构、优越的物理、化学及光学特征,使得卟啉化合物在仿生学、材料化学、药物化学、电化学、光物理与化学、分析化学、有机化学等领域都具有十分广阔的应用前景,正吸引着人们对卟啉化学不断深入地研究。

本实验采用郭灿城等人提出的合成四苯基卟啉的新方法,合成TPPH2和CoTPP，并利用红外、紫外与荧光光谱分析其结构。

2.实验部分2.1、仪器与药品仪器：烧杯（50mL×2、100mL×1）、量筒（50mL）、三颈烧瓶（250mL，19#×1/14#×2）、双颈烧瓶（50mL，19#×2）、茄形瓶（250mL，24#）、恒压滴液漏斗（14#）、球形冷凝管（19#）、干燥管（19#）、空心塞（19#×2、14#×2）、布氏漏斗及抽滤瓶、色谱柱（24#）、调压变压器、旋转蒸发仪、温度计（300℃）、油浴、磁力搅拌器、回流装置。

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。

新型萘基卟啉2蒽醌化合物的合成陶敏莉a 刘东志a 3　周雪琴b(天津大学a 化工学院;b 材料学院　天津300072)摘　要　以52对羟基苯基210,15,202三萘基卟啉为原料,合成了一种新型萘基卟啉2蒽醌化合物及相应的金属铜络合物,其结构通过1H NMR 、IR 、FAB 2MS 、UV 2Vis 及元素分析确定。

实验结果表明,与四苯基卟啉相比合成化合物的光学吸收波长发生5～10nm 红移;化合物Ⅰ的吸收随溶剂极性的增强发生红移;同时,由于萘基卟啉2蒽醌化合物分子内发生光诱导的电子传递,导致该化合物发生荧光猝灭,猝灭百分率达22%。

关键词　卟啉,蒽醌,合成,荧光猝灭中图分类号:O625 文献标识码:A 文章编号:100020518(2004)05204792042003206220收稿,2003211228修回通讯联系人:刘东志,男,1964年生,教授,博士生导师;E 2mail :dz Liu @ ;研究方向:精细有机合成及功能有机材料卟啉化合物由于其独特的生物特性和光学性能,被广泛作为光敏剂,用于癌症、心血管等疾病的光动力疗法治疗[1]。

蒽醌类化合物能够插入DNA 螺旋分子中相邻2单元,阻碍DNA 在DNA 及RNA 复制中的模板作用,对DNA 产生有效的光切割[2]。

研究表明在卟啉发色团中引入具有光学活性和插入功能的基团能够加强该二元分子的光化活性并能导致DNA 分子的有效断裂[3]。

因此,将蒽醌引入卟啉中形成卟啉2蒽醌体系,通过卟啉产生单线态氧及蒽醌对DNA 分子的光切割作用,对病变细胞产生双重杀伤,可能作为一种新型靶向卟啉2蒽醌光敏药物;同时,以共价键相连的卟啉2蒽醌体系在光照下发生分子内电子传递,又是模拟绿色植物光合作用的理想体系[4,5]。

因此,卟啉2蒽醌体系具有广阔的应用前景。

目前,人们对该体系的研究主要限于四苯基卟啉2蒽醌及其衍生物[6,7]。

而萘基等大芳香环的引入,有利于提高卟啉对肿瘤组织的亲和力[8,9],为此我们合成了一种新型萘基卟啉化合物,并在此基础上设计合成了新型萘基卟啉2蒽醌二元化合物及相应的金属络合物(合成路线如下),对其光谱特性进行了测试,并与四苯基卟啉进行对比研究。

蒽醌类化合物合成途径1. 引言蒽醌类化合物是一类重要的有机合成中间体，具有广泛的应用领域，如药物合成、染料合成和材料科学等。

本文将介绍蒽醌类化合物的合成途径，包括经典的方法以及最新的研究进展。

2. 传统合成方法蒽醌类化合物的传统合成方法主要包括蒽类化合物的氧化和蒽醌的还原两个步骤。

2.1 蒽类化合物的氧化蒽类化合物的氧化通常采用强氧化剂，如过氧化氢（H2O2）或过硫酸铵（NH4S2O8），在适当的反应条件下进行。

例如，将蒽（anthracene）与过氧化氢在乙酸中反应，可以得到蒽醌（anthraquinone）：C14H10 + H2O2 -> C14H8O2 + 2H2O这种方法具有操作简单、反应条件温和的优点，但产率较低。

2.2 蒽醌的还原蒽醌的还原可以使用还原剂，如亚硫酸氢钠（NaHSO3）、亚硫酸钠（Na2SO3）或氢气（H2），在适当的反应条件下进行。

例如，将蒽醌与亚硫酸氢钠在碱性条件下反应，可以得到蒽醌的醇（anthrahydroquinone）：C14H8O2 + 2NaHSO3 + 2NaOH -> C14H10O2 + 2Na2SO4 + 2H2O这种方法可以高选择性地得到蒽醌的醇，但反应较慢且产率较低。

3. 新型合成方法近年来，随着有机合成化学的发展，研究人员提出了一些新型的蒽醌类化合物合成方法，具有高效、高选择性和环境友好的特点。

3.1 催化氧化还原催化氧化还原方法是一种新颖的蒽醌类化合物合成方法。

通过引入催化剂，如过渡金属或有机催化剂，可以在较温和的条件下实现蒽类化合物的氧化和蒽醌的还原反应。

例如，研究人员发现过渡金属配合物（如钯、铑、铑配合物）可以催化蒽类化合物的氧化反应，从而提高产率和选择性。

同时，有机催化剂（如有机碱或有机酸）也被应用于蒽醌的还原反应中，实现高效的还原反应。

3.2 生物合成生物合成是一种绿色、环境友好的蒽醌类化合物合成方法。

通过利用生物催化剂，如酶或微生物，可以在温和的条件下实现蒽类化合物的氧化和蒽醌的还原反应。

蒽醌生产工艺
蒽醌是一种有机化合物，也称为二苯醌或者2，3-二苯并呋酮。

它有一个苯环和一个呋喃环，是一种重要的光敏材料和助燃剂。

蒽醌的生产工艺通常包括以下几个步骤：蒽的氧化、重氮化、重氮化物的脱氮和合成蒽醌。

首先，蒽的氧化是生产蒽醌的关键步骤。

蒽可通过苯的催化环化反应或麦克马洪反应合成。

一般可以选择氯化铝作为催化剂，并控制反应温度在250-300℃范围内。

氯化铝能够使蒽发生环
化反应，生成二氢蒽，然后再经过氧化反应形成蒽醌。

其次，重氮化是蒽醌生产的第二步。

通过在蒽中引入亚硝胺基离子，可将蒽转化为相应的重氮化合物。

这一步通常使用硫酸和亚硝酸钠作为反应物，在低温下进行反应。

随后是重氮化物的脱氮。

将重氮化合物加热，并加入反应剂使其脱氮，生成相应的芳香酮。

常用的脱氮剂有酸性条件下的硫酸、氯化亚铜等。

脱氮过程中生成的亚硝酸根离子与反应剂相互反应形成各种产物。

最后是合成蒽醌。

将芳香酮与亚硝酸盐反应，生成相应的蒽醌。

这一步反应通常在碱性条件下进行。

常用的反应物有碳酸钠、碳酸氢钠等，通过中和反应剂生成碱性条件。

总的来说，蒽醌的生产工艺包括蒽的氧化、重氮化、重氮化物的脱氮和合成蒽醌等几个步骤。

在实际生产过程中，还需要考
虑反应条件的选择、催化剂的使用和产物的纯化等因素，以确保蒽醌的高效率合成和高纯度产出。

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。

卟啉化合物的合成汤莹;胡炳成;刘祖亮【摘要】卟啉化合物广泛存在于自然界中和生命体中,对生命活动起着重要作用,卟啉化合物因其特殊的结构和生物活性,应用前景广阔.本文主要介绍卟啉化合物的合成方法,根据所采用起始反应物的不同,将卟啉的合成方法分为两大类:全合成法和半合成法,对两类合成方法给予较详细的介绍.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2010(038)010【总页数】4页(P75-78)【关键词】卟啉;全合成;半合成【作者】汤莹;胡炳成;刘祖亮【作者单位】南京理工大学化工学院,江苏,南京,210094;南京理工大学化工学院,江苏,南京,210094;南京理工大学化工学院,江苏,南京,210094【正文语种】中文【中图分类】TQ2Abstract:Porphyrinswere widely distributed in nature and played an important role in the activities of life.Porphyrins had bright prospects in various applications owing to their unique structure and biological activity.The synthesis of porphyrinswasmainly introduced.The methodology for preparation of porphyrinswas divided into full and semi-synthesis,according to different reactants.The two kinds of synthesismethods of porphyrinswere described in detail.Key words:porphyrins;total synthesis;semi-synthesis卟啉是含四个吡咯分子的大环化合物,当卟啉环中N上的两个H被金属取代后便成为金属卟啉[1]。

卟啉化合物的应用与合成研究进展摘要:卟啉化学是现代化学领域中重要的研究分支之一。

概述卟啉化合物在医学、化学、生物学、材料学、能源等领域的应用；同时还介绍了卟啉化合物的合成方法。

关键词: 卟啉；合成；应用卟啉(porphyrins)是卟吩(porphine)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18个原子、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。

[1]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。

由于卟啉具有独特的结构及性能，近年来在生物化学、医学、分析化学、合成化学、材料科学等领域有着广泛的应用。

卟啉化学的研究也有迅速的发展。

以下就目前卟啉及其金属化合物在不同领域的应用和合成研究分别加以阐述。

1 卟啉化合物的应用1.1 在医学方面的应用卟啉在医药方面的应用主要集中在检测和治疗癌细胞。

利用卟啉及其金属络合物对一些组织有特殊的亲和力，将卟啉化合物注入肿瘤患者体内，过一段时间卟啉聚集在病变部位，再利用它特殊的电子吸收和荧光吸收与机体的其他部位相区分(通过核磁共振或伽玛图像) ，就可确定恶性、良性或水肿肿瘤及其准确部位。

例如Gd- 卟啉化合物的射线具有增敏作用，可有效诊断癌症和其他疑难疾病，且对人体几乎无毒。

此外人们还发现，金属钌卟啉全部是抗磁性化合物，其中绝大多数在常态下是稳定的，是铁卟啉化合物的合适替代物，可作研究过氧化氢酶及肝细胞中药物代谢的良好模型体系。

光动力疗法[2,3](PDT)是近20年新发展起来的一种治疗恶性肿瘤的方法，它是利用特定的光敏剂在肿瘤组织中的选择性富集和光动力杀伤作用，在不影响正常组织功能的前提下，造成肿瘤组织的定向损伤。