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摘 要

目的 合成5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉 方法 利用微波法以对羟基苯甲醛、苯甲醛、吡咯为原料合成5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉，同时也考察了反应条件对收率的影响，主要从溶剂、投料比、微波辐射时间、微波辐射功率几个方面来考察 结论 合成了5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉，最佳反应条件是：溶剂为丙酸、辐射功率200W、辐射时间20min，收率5.8%。

关键词： 5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉 微波法合成

Abstract: Objective to study the synthesis of 5 - (4-hydroxyphenyl) - phenyl porphyrin method using microwave method to p-hydroxybenzaldehyde, benzaldehyde, pyrrole as the raw material for the synthesis of 5 - (4-hydroxyphenyl) - phenyl porphyrin. At the same time, it studies the effect of reaction conditions on the yield, the main from the solvent, feeding ratio, microwave irradiation time, microwave irradiation power several aspects to study conclusion synthesis of 5 - (4-hydroxyphenyl) - phenyl porphyrin, the optimum reaction conditions are: the propionic acid solvent, radiation power of 200 W, radiation time is 20min.

Key words: 5- (4- hydroxy phenyl) -10,15,20- three phenyl porphyrin  Microwave synthesis 

目录

1 前言 4

2 卟啉合成方法综述 5

2.1 Rothemund方法 5

2.2 Alder 方法 5

2.3 Lindsey方法 6

2.4 微波合成法 7

3 实验部分 7

3.1 仪器和试剂 7

3.1.1仪器 7

3.1.2 试剂 8

3.2 实验步骤 8

3.2.1 5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉的合成 8

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

4 结果与讨论 10

4.1反应条件对合成收率的影响 10

4.1.1 反应溶剂对收率的影响 10

4.1.2 反应物投料比对反应收率的影响 11

4.1.3 反应时间对合成收率的影响 12

4.1.4 反应辐射功率对合成收率的影响 12

结论 13

参考文献 14

致谢 15

1 前言

卟啉是在卟吩环的基础上，环上的氢原子被取代后衍生出来的一类化合物。卟啉是深色固体，高熔点，不溶于水和碱，但能溶于无机酸，如丙酸、乙酸，其溶液具有荧光。卟啉广泛存在于自然界中，卟啉对生物体的代谢活动具有十分重要的作用，例如，在哺乳动物体内的铁卟啉和铜卟啉可以帮助机体传递、储存能量从而维持有机体的生命^[1]。在植物体内主要存在于维生素B₁₂(钻叶琳)和叶绿素(镁叶琳)中，在动物体内主要存在于血红素(铁叶琳)和血蓝素(铜叶琳)中，它们是植物细胞进行光合作用和血细胞载氧进行呼吸作用过程中的关键因素^[2]。

卟啉化合物由于具有独特的结构和性能, 在医学方面、材料方面、合成化学、能源方面、环境污染治理等方面具有广阔的应用前景^[3]，例如在医学方面，癌症是当今社会面临的问题之一，由于卟啉及金属卟啉对癌细胞有特殊的亲合性，能够在肿瘤细胞中有选择性的滞留^[4]，卟啉可以定位肿瘤的的位置，经光照后能迅速地杀伤癌细胞的光动力学效应^[5],因此受到的国内外研究者的重视。卟啉化学的研究已有很久的历史，人们尝试运用各种方法合成卟啉化合物，再依据卟啉的特殊结构和性质将其应用到各个领域

本文尝试利用微波法合成5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉，并对最佳合成条件进行了摸索。

图1 卟吩及卟啉结构示意图

2 卟啉合成方法综述

2.1 Rothemund方法

Rothemund方法^{[6, 7]}是最早合成卟啉化合物的方法，该方法在酸性条件下，以苯甲醛和吡咯为原料，吡啶和甲醇为溶剂，置于密闭的玻璃容器中，在150℃下反应 24 - 48 小时，合成卟啉。该方法为人工合成卟啉的发展奠定了坚实的理论基础，但该法反应时间长，反应条件苛刻，收率低，可用来合成卟啉的芳香醛特别少。

图2 Rothemund 方法

2．2 Alder 方法

1967 年 Adler 和 Longo 改进了 Rothemund 的方法^[7]，将原料苯甲醛和吡咯加入装有丙酸的反应容器中，在141℃下回流反应30min，反应结束后，将反应液冷却至室温后过滤，用无水甲醇和热水洗涤，洗至滤液无色后，真空干燥，得紫色卟啉晶体。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%。但其缺点是由于反应条件的限制，一些对酸敏感的含取代基的苯甲醛不能作为反应原料^[8]；在反应过程中很容易产生大量的焦油状物，会导致产品分离纯化的困难，最终影响收率。

2.3 Lindsey方法

1987年，Lindsey对Alder法作了进一步的改进，Lindsey法也称为两步法，首先是在氮气的保护下，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，然后再以二氯睛基苯醌(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^[6]。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。

2.4 微波合成法

1991年Petit^[10]提出了合成卟啉的新方法，用无机硅胶作为载体，吸附吡咯和苯甲醛，在微波诱导下合成卟啉，产率9.5%。该方法的优点是反应时间短，节能环保，缺点是产率低，目的产物的分离不易。后来刘云等人对其作了进一步的改进，以吡咯和苯甲醛为原料，对硝基苯甲酸作催化剂，先将苯甲醛和对硝基苯甲酸加入反应容器中，在微波炉中预热2-3分钟，再将吡咯加入反应容器反应20min后，分离提纯，产率可达40%。

3 实验部分

3.1 仪器和试剂

3.1.1仪器

超声-微波协同萃取仪 中山大学和上海新拓联合研制

旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂

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