114 Chemical Engineering & Equipment
化学工程与装备
2010年第7期
2010年7月
卟啉化合物的合成方法综述
张 彦
（衡水学院化工学院，河北 衡水 053000）
摘 要：由于卟啉及其金属化合物在生物化学、医学领域、分析化学、合成化学、材料科学等领域中的应用都有了迅速的发展。所以对卟啉类化合物的研究具有重要意义。本文详细的介绍了卟啉卟啉化合物的合成方法。
关键词：卟啉；应用；合成
卟啉是卟吩外环带有代基的同系物和衍生物的总称。卟啉化合物是一类特殊的大环共扼芳香体系，自然界中存在许多天然卟啉及其金属配合物，他们在生命过程中，对氧的传递（血红蛋白）、贮存（肌红蛋白）、活化（细胞色素P-450）和光合作用（叶绿素）等起着重要的作用。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，一般都为具有高熔点的深色结品。
由于卟啉的应用前景十分广阔，所以对卟啉化合物合成的研究是当今的热点。卟啉类化合物的全合成一般步骤多，
反应收率低，产物难以分离。但通过全合成方法可以得到许多性能优异的化合物，特别是中位（meos ）含取代基（多为抗癌药物）以及含有与卟吩核的吡咯环并取代基的卟啉化合物，通常都用全合成方法来制备，下面详细介绍几种卟啉化合物的合成方法。 1 Rothemund方法
四苯基卟啉最早由Rothemund 合成出来。其方法是将等摩尔的苯甲醛和吡咯以及吡啶溶剂置于密封容器中，在150℃反应24一48小时，能得到产率很低的四苯基卟啉，并且在此条件下，能用来作反应物的取代苯甲醛极少。
R
4
4
吡啶/甲醇
909530
N
HN
R
Rothemund 法¨
R
Rothemund 法是最早合成卟啉化合物的方法。该法反应时间长，所需反应条件苛刻，且要求反应器密闭隔氧，底物浓度较低；后处理非常麻烦，反应收率低，仅有极少数芳醛可用于合成卟啉，因此该法逐渐为后人所改进。 2 Alder方法
1964年Alder 研究了不同溶剂、金属阳离子、反应温度、
时间等对吡咯与苯甲醛缩聚反应的影响，提出了合成TPP 的反应机理。1967年Adler 和他的助手采用苯甲醛和吡咯在回流（141℃）的丙酸中反应，反应时间为30min ，冷却，过滤，滤饼分别以甲醇和热水洗涤，真空干燥，得蓝紫色四苯基卟啉晶体。此方法不必将反应器密封，产率达到20%。用该方法合成时，反应原料除苯甲醛，还可用取代苯甲醛合
项目项目：河北衡水学院青年专项课题。编号：2009059。课题名称：新型卟啉-5-氟尿嘧啶化合物的合成。
张 彦：卟啉化合物的合成方法综述
成四苯基卟啉的衍生物。此法是目前应用最广泛的中位取代四苯基卟啉的合成方法，操作简单，原料浓度可较大。Adler 法大大丰富了合成中位四苯基卟啉化合物的内容。 3 Lindsey法
1987年Lindsey 进一步改进了四苯基卟啉的合成。采用苯甲醛和吡咯在氮气的保护下，在二氯甲烷中，以三氟化硼合乙醚络合物（（C 2H 5）2O·BF3）催化，室温下应生成卟啉原，然后以二氯二氰基苯酮（DDQ ）或四氯苯醒（TCQ ）将卟啉原氧化得到最终产物卟啉，产率可达30%。但是该方法反应原料浓度较低，以吡咯计仅为10-2mol ⁄L ，且反应步骤较多，反应条件较苛刻，难以进行大量合成。1994年，Lindsey 研究了在高浓度下的反应（≥0.lmol ⁄L ），实验采用一步法，即将原料、氧化剂、催化剂同时加入，最后产率可达10%一20%;采用两步法，即先加催化剂，反应后再加氧化剂，产率为加20%一30%。郑国栋等曾改进Lindsey 的两步合成法，以氯仿为溶剂，三氟乙酸为催化剂，氢气保护，避光由吡咯与N ，N 一二甲氨基苯甲醛反应，然后加入四氯苯醌氧化，最终四（对二甲氨基苯基）卟啉的产率为23%。 4 微波辐射法
传统的加热合成卟啉的方法反应时间较长（一般需回流2-3h ）、副反应多、产率不高且产物难提纯，使卟啉化合物的合成应用受到一定限制。1986年Gedye 等发现微波可显著加快有机合成反应速率，从此微波在合成化学领域迅速得到重视。1992年法国化学家PetitA 及其合作者首次报道了固相微波合成TPP ，产率为9.5%。1996年，胡文祥等用微波湿法合成TPP 。继后，刘云、胡希明等也分别探讨了不同溶剂、不同催化剂条件下TPP 的微波合成，但前者操作较繁琐，后者的产率较低（14%以下）。陈年友等报道了以硝基苯为溶剂，氯乙酸为催化剂，以195W 功率的微波辐射6min ，四苯基卟啉的产率为36%，且操作简单，反应条件温和，反应时间短，粗产物较易分离纯化。 5 郭灿城法
115
1991年郭灿城等采用DMF 为溶剂，催化剂为无水AlC13，以等摩尔的吡咯和苯甲醛缩合生成TPP ，产率可达30%，高于Adler 法，也勿需氮气保护，产物中不含副产物TPC ，反应时间也较短，为2h 。该方法的适用范围较广，对于以取代苯甲醛为原料的合成反应，产率在25%一35%之间; 缺点是催化剂AlC13易与水反应，给产物的分离造成困难。
6 潘继刚等人的研究方法
1994年潘继刚等对溶剂、催化剂在合成TTP 反应中的影响进行研究。发现H +在反应过程中起着催化剂的作用，PK 浓2.0—4.0的酸作催化剂，合成产率较高。以二甲苯、甲苯、氯苯、硝基苯、苯甲醚为溶剂，TPP 产率较高，一般达30%一50%。如杨彪以二甲苯为溶剂，对硝基苯甲酸或水杨酸催化，回流反应2.5h ，TPP 产率为55.4%。 综上所述，卟啉及金属卟啉化合物的合成大致有以上几种方法。近年来，卟啉及其金属化合物在生物化学、医学领域、分析化学、合成化学、材料科学等领域中的应用都有了迅速的发展。所以对卟啉类化合物的合成研究是具有重要意义的。
参考文献
[1] 高宇新，刘东志．卟啉及其衍生物的合成[D]．天津大学
化工学院硕士学位论文，2005；
[2] 张月霞，杨振华．卟啉及卟啉衍生物的应用[J]．广州化
学，2008；33（3）：50-54．
[3] 石伟民，陶京朝，吴 健．卟啉及其衍生物合成进展[J]．化
学通报，2005；（10）：751-760．
[4] 汉玉霞，韩士田，刘彦钦．卟啉及其衍生物的合成研究
进展[J]．化学工程与装备，2008；（6）：98-102． [5] 河北衡水学院青年专项课题．新型卟啉-5-氟尿嘧啶化合
物的合成．
（上接第147页）
在对关键影响因素进行试验的基础上，同时对方法的精密度和准确度进行考查后，得出改进后的分析方法能得出准确可靠的分析数据的科学结论，可投入分析工作。该改进方法的可靠应用，有利环境保护. 改善工作环境. 安全有效，便于积存的易制毒化学品（乙酸钠）的有效、合理地、科学地安全处理，对促进易制毒品安全管理工作能起到很好地、积极地作用。
参考文献
[1] 王泽伟．化验员新技术与操作规范化实用大全．2005; [2] 北京矿冶研究总院分析室编．矿石及有色金属分析手
册，第一版，1990：
[3] 冶金部有色金属研究院分析室．有色金属矿石分
析．1958；
114 Chemical Engineering & Equipment
化学工程与装备
2010年第7期
2010年7月
卟啉化合物的合成方法综述
张 彦
（衡水学院化工学院，河北 衡水 053000）
摘 要：由于卟啉及其金属化合物在生物化学、医学领域、分析化学、合成化学、材料科学等领域中的应用都有了迅速的发展。所以对卟啉类化合物的研究具有重要意义。本文详细的介绍了卟啉卟啉化合物的合成方法。
关键词：卟啉；应用；合成
卟啉是卟吩外环带有代基的同系物和衍生物的总称。卟啉化合物是一类特殊的大环共扼芳香体系，自然界中存在许多天然卟啉及其金属配合物，他们在生命过程中，对氧的传递（血红蛋白）、贮存（肌红蛋白）、活化（细胞色素P-450）和光合作用（叶绿素）等起着重要的作用。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，一般都为具有高熔点的深色结品。
由于卟啉的应用前景十分广阔，所以对卟啉化合物合成的研究是当今的热点。卟啉类化合物的全合成一般步骤多，
反应收率低，产物难以分离。但通过全合成方法可以得到许多性能优异的化合物，特别是中位（meos ）含取代基（多为抗癌药物）以及含有与卟吩核的吡咯环并取代基的卟啉化合物，通常都用全合成方法来制备，下面详细介绍几种卟啉化合物的合成方法。 1 Rothemund方法
四苯基卟啉最早由Rothemund 合成出来。其方法是将等摩尔的苯甲醛和吡咯以及吡啶溶剂置于密封容器中，在150℃反应24一48小时，能得到产率很低的四苯基卟啉，并且在此条件下，能用来作反应物的取代苯甲醛极少。
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吡啶/甲醇
909530
N
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Rothemund 法¨
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Rothemund 法是最早合成卟啉化合物的方法。该法反应时间长，所需反应条件苛刻，且要求反应器密闭隔氧，底物浓度较低；后处理非常麻烦，反应收率低，仅有极少数芳醛可用于合成卟啉，因此该法逐渐为后人所改进。 2 Alder方法
1964年Alder 研究了不同溶剂、金属阳离子、反应温度、
时间等对吡咯与苯甲醛缩聚反应的影响，提出了合成TPP 的反应机理。1967年Adler 和他的助手采用苯甲醛和吡咯在回流（141℃）的丙酸中反应，反应时间为30min ，冷却，过滤，滤饼分别以甲醇和热水洗涤，真空干燥，得蓝紫色四苯基卟啉晶体。此方法不必将反应器密封，产率达到20%。用该方法合成时，反应原料除苯甲醛，还可用取代苯甲醛合
项目项目：河北衡水学院青年专项课题。编号：2009059。课题名称：新型卟啉-5-氟尿嘧啶化合物的合成。
张 彦：卟啉化合物的合成方法综述
成四苯基卟啉的衍生物。此法是目前应用最广泛的中位取代四苯基卟啉的合成方法，操作简单，原料浓度可较大。Adler 法大大丰富了合成中位四苯基卟啉化合物的内容。 3 Lindsey法
1987年Lindsey 进一步改进了四苯基卟啉的合成。采用苯甲醛和吡咯在氮气的保护下，在二氯甲烷中，以三氟化硼合乙醚络合物（（C 2H 5）2O·BF3）催化，室温下应生成卟啉原，然后以二氯二氰基苯酮（DDQ ）或四氯苯醒（TCQ ）将卟啉原氧化得到最终产物卟啉，产率可达30%。但是该方法反应原料浓度较低，以吡咯计仅为10-2mol ⁄L ，且反应步骤较多，反应条件较苛刻，难以进行大量合成。1994年，Lindsey 研究了在高浓度下的反应（≥0.lmol ⁄L ），实验采用一步法，即将原料、氧化剂、催化剂同时加入，最后产率可达10%一20%;采用两步法，即先加催化剂，反应后再加氧化剂，产率为加20%一30%。郑国栋等曾改进Lindsey 的两步合成法，以氯仿为溶剂，三氟乙酸为催化剂，氢气保护，避光由吡咯与N ，N 一二甲氨基苯甲醛反应，然后加入四氯苯醌氧化，最终四（对二甲氨基苯基）卟啉的产率为23%。 4 微波辐射法
传统的加热合成卟啉的方法反应时间较长（一般需回流2-3h ）、副反应多、产率不高且产物难提纯，使卟啉化合物的合成应用受到一定限制。1986年Gedye 等发现微波可显著加快有机合成反应速率，从此微波在合成化学领域迅速得到重视。1992年法国化学家PetitA 及其合作者首次报道了固相微波合成TPP ，产率为9.5%。1996年，胡文祥等用微波湿法合成TPP 。继后，刘云、胡希明等也分别探讨了不同溶剂、不同催化剂条件下TPP 的微波合成，但前者操作较繁琐，后者的产率较低（14%以下）。陈年友等报道了以硝基苯为溶剂，氯乙酸为催化剂，以195W 功率的微波辐射6min ，四苯基卟啉的产率为36%，且操作简单，反应条件温和，反应时间短，粗产物较易分离纯化。 5 郭灿城法
115
1991年郭灿城等采用DMF 为溶剂，催化剂为无水AlC13，以等摩尔的吡咯和苯甲醛缩合生成TPP ，产率可达30%，高于Adler 法，也勿需氮气保护，产物中不含副产物TPC ，反应时间也较短，为2h 。该方法的适用范围较广，对于以取代苯甲醛为原料的合成反应，产率在25%一35%之间; 缺点是催化剂AlC13易与水反应，给产物的分离造成困难。
6 潘继刚等人的研究方法
1994年潘继刚等对溶剂、催化剂在合成TTP 反应中的影响进行研究。发现H +在反应过程中起着催化剂的作用，PK 浓2.0—4.0的酸作催化剂，合成产率较高。以二甲苯、甲苯、氯苯、硝基苯、苯甲醚为溶剂，TPP 产率较高，一般达30%一50%。如杨彪以二甲苯为溶剂，对硝基苯甲酸或水杨酸催化，回流反应2.5h ，TPP 产率为55.4%。 综上所述，卟啉及金属卟啉化合物的合成大致有以上几种方法。近年来，卟啉及其金属化合物在生物化学、医学领域、分析化学、合成化学、材料科学等领域中的应用都有了迅速的发展。所以对卟啉类化合物的合成研究是具有重要意义的。
参考文献
[1] 高宇新，刘东志．卟啉及其衍生物的合成[D]．天津大学
化工学院硕士学位论文，2005；
[2] 张月霞，杨振华．卟啉及卟啉衍生物的应用[J]．广州化
学，2008；33（3）：50-54．
[3] 石伟民，陶京朝，吴 健．卟啉及其衍生物合成进展[J]．化
学通报，2005；（10）：751-760．
[4] 汉玉霞，韩士田，刘彦钦．卟啉及其衍生物的合成研究
进展[J]．化学工程与装备，2008；（6）：98-102． [5] 河北衡水学院青年专项课题．新型卟啉-5-氟尿嘧啶化合
物的合成．
（上接第147页）
在对关键影响因素进行试验的基础上，同时对方法的精密度和准确度进行考查后，得出改进后的分析方法能得出准确可靠的分析数据的科学结论，可投入分析工作。该改进方法的可靠应用，有利环境保护. 改善工作环境. 安全有效，便于积存的易制毒化学品（乙酸钠）的有效、合理地、科学地安全处理，对促进易制毒品安全管理工作能起到很好地、积极地作用。
参考文献
[1] 王泽伟．化验员新技术与操作规范化实用大全．2005; [2] 北京矿冶研究总院分析室编．矿石及有色金属分析手
册，第一版，1990：
[3] 冶金部有色金属研究院分析室．有色金属矿石分
析．1958；