卟啉及其钴配合物的作用
卟啉及其衍生物的应用1
卟啉及其衍生物的应用摘要：近年来，卟啉及卟啉衍生物在显色反应、分子识别、催化合成反应等领域中有很广泛的应用。
文章就卟啉及卟啉衍生物在分析化学、生命科学和化学合成方面的研究发展作一简要介绍，并提出卟啉化合物今后的发展方向。
关键词：卟啉；金属卟啉；应用1 引言卟啉化合物是一类特殊的大环共轭芳香体系，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-50）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，因而具有一定的芳香性，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晶，由于卟啉化合物的特殊结构及性能，因而有广泛的用途。
近年来，卟啉及其配合物的研究集中在以卟啉配合物为模型化合物进行模拟生物酶的研究[3];卟啉配合物作为温和氧化还原催化剂[4]、光动力疗研究的光敏剂[5]、太阳能光电转换[6]的研究以及特殊卟啉化合物制备液晶[7]等方面的研究。
所有这些应用的深入研究,均要求卟啉化合物具有活性基。
因此带有活性基团的卟啉化合物的合成研究成为卟啉化合物研究的热点。
目前，国内卟啉合成的一个重要方向是开发新的卟啉类显色剂，改善其分析性能，扩大其在光分析中的应用范围[8]。
下面介绍一种新型邻羟基卟啉及其三种卟啉配合物的合成方法及其应用。
2 合成方法2.1 5-邻羟基苯基-10 ,15 ,20-三苯基卟啉的合成取水杨醛2.44g 和19.1g 苯甲醛溶于150ml 丙酸中，通氮气加热到140℃，21.44g 吡咯溶于50ml 丙酸中慢慢滴加，滴加完后继续加热40分钟，停止反应。
趁热加入200ml乙醇，马上倒入烧杯中自然冷却，再以冰盐浴继续冷却10 h, 析出蓝色晶体。
用G4 熔砂漏斗抽滤, 用1∶1 的丙酸和乙醇混合溶液洗涤3 次,再以氯仿洗3 次, 抽干，产品80 ℃真空干燥10 h，得到紫色固体。
卟啉化合物的合成及物理化学性质
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。
卟啉与金属的配位
卟啉与金属的配位卟啉是一种含有四个吡咯环的有机化合物，具有重要的生物学功能。
在生物体内，卟啉通常与金属离子形成配合物，这些配合物在生物体内发挥着重要的催化、传递和传感等功能。
本文将介绍卟啉与金属的配位反应及其在生物体内的功能。
卟啉与金属的配位反应是指卟啉分子中的吡咯环上的氮原子与金属离子形成配位键。
这种配位反应通常是通过卟啉分子的官能团与金属离子发生配位作用来实现的。
卟啉分子中的官能团可以是卟啉环上的氮原子，也可以是卟啉环外的侧链官能团。
配位反应的结果是形成稳定的卟啉金属配合物。
卟啉与金属的配位反应可以形成多种不同的配合物。
根据金属离子的性质和卟啉分子的结构，卟啉金属配合物可以是单核配合物，也可以是多核配合物。
在单核配合物中，一个金属离子与一个卟啉分子形成配位键；而在多核配合物中，多个金属离子与一个或多个卟啉分子形成配位键。
此外，卟啉金属配合物还可以形成不同的配位模式，如顺配位和顺反配位等。
卟啉与金属的配位反应在生物体内具有重要的生物学功能。
其中最为著名的例子就是血红素与铁离子的配位反应。
血红素是一种含有铁离子的卟啉分子，它在血红蛋白和肌红蛋白中起着载氧的关键作用。
血红素分子中的铁离子与四个吡咯环的氮原子形成配位键，使血红素能够与氧气发生强烈的相互作用，从而实现氧的运输和释放。
除了血红素，还有许多其他的卟啉金属配合物在生物体内发挥着重要的功能。
例如，叶绿素是一种含有镁离子的卟啉分子，它在光合作用中起着光能转化和电子传递的作用。
叶绿素分子中的镁离子与四个吡咯环的氮原子形成配位键，使叶绿素能够吸收阳光中的能量，并将其转化为化学能。
卟啉金属配合物还广泛存在于许多酶中，这些酶被称为卟啉酶。
卟啉酶通过与金属离子的配位反应，实现对底物的催化作用。
其中最为著名的例子是细胞色素P450酶，它在生物体内参与多种药物代谢和有害物质降解的反应。
细胞色素P450酶中的卟啉金属配合物通过与底物的配位反应，催化底物的氧化反应，从而实现对有机物的降解和代谢。
卟啉配合物调控稳定钙钛矿太阳能电池表界面结构
卟啉配合物调控稳定钙钛矿太阳能电池表界面结构卟啉配合物调控稳定钙钛矿太阳能电池表界面结构近年来，太阳能电池作为一种可再生、清洁能源的代表，受到了广泛的关注和研究。
然而，钙钛矿太阳能电池在长期使用过程中面临着一系列的挑战，比如界面稳定性欠佳、性能衰减等问题。
为了解决这些问题，研究人员开始关注卟啉配合物在钙钛矿太阳能电池中的应用。
卟啉配合物是一类具有特殊化学结构的有机分子，具有良好的光电转换性能。
通过在钙钛矿材料中引入卟啉配合物，可以有效调控太阳能电池的表界面结构，提高界面稳定性，改善电池性能。
首先，卟啉配合物能够与钙钛矿材料形成稳定的界面结构。
钙钛矿太阳能电池中的界面结构对于电子传输和离子迁移起着重要作用。
卟啉配合物中的卟啉环能够与钙钛矿材料形成强的相互作用力，使得界面结构更加紧密，电荷传输更加顺畅。
其次，卟啉配合物还能够稳定钙钛矿太阳能电池的表面。
钙钛矿材料在空气中容易发生表面氧化反应，导致电池性能衰减。
卟啉配合物在钙钛矿材料表面形成一层稳定的保护膜，可以防止氧气与钙钛矿材料的直接接触，延缓其氧化速度，提高电池的稳定性。
此外，卟啉配合物还能够调控钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。
卟啉配合物具有宽波长吸收特性，可以有效吸收太阳能中的可见光和近红外光，提高光电转换效率。
同时，卟啉配合物的共轭结构也能够在电子传输过程中提供额外的路线，增加电子传输的效率。
最后，通过优化卟啉配合物的结构，还可以实现对太阳能电池的功能多样化调控。
比如，通过调整卟啉配合物的吸收光谱范围和能级结构，可以实现多光子吸收和光致发光等功能。
此外，卟啉配合物还可以与其他功能分子相结合，实现太阳能电池与光催化、荧光探针等功能的耦合。
综上所述，卟啉配合物在调控稳定钙钛矿太阳能电池表界面结构中具有重要的作用。
通过引入卟啉配合物，可以改善钙钛矿太阳能电池的界面稳定性、提高电池性能，并实现对电池功能的多样化调控。
这为钙钛矿太阳能电池的进一步研究和应用提供了新的思路和方法。
卟啉与金属的配位
卟啉与金属的配位卟啉是一类重要的有机化合物，具有独特的结构和性质。
它是由四个呋喃环通过甲烷桥相连而成的环状分子。
卟啉及其衍生物在生物体内起着重要的生物学功能，如呼吸、光合作用和电子传递过程等。
同时，卟啉还可以与金属形成配合物，形成卟啉金属配合物，这种配合物具有广泛的应用价值。
卟啉与金属的配位是基于配位化学原理的。
配位化学研究的是配位体与金属离子之间的相互作用，通过配位键将金属离子与配位体连接在一起形成稳定的配合物。
卟啉具有四个氮原子可以提供孤对电子，能够与金属离子形成配位键。
这种配位键通常采用双电子配位方式，即通过配位体提供一个电子，金属离子提供一个电子，形成一个共价键。
卟啉金属配合物具有许多独特的性质和应用。
首先，卟啉金属配合物具有较强的稳定性，可以在各种环境条件下保持稳定的结构。
这使得卟啉金属配合物在催化剂、荧光探针和生物传感器等领域具有广泛的应用。
例如，卟啉金属配合物可以作为催化剂用于有机合成反应中，通过调控反应条件和配合物结构，可以提高反应的选择性和效率。
此外，卟啉金属配合物还可以用作荧光探针，通过与目标物质的相互作用来检测和分析目标物质的存在和浓度。
这些应用使得卟啉金属配合物在化学、生物和医学等领域中具有重要的地位。
在生物体内，卟啉金属配合物也起着重要的功能。
最典型的例子就是血红素和叶绿素。
血红素是一种卟啉金属配合物，其中的金属离子是铁离子。
血红素在血红蛋白中起着运输氧气的作用，它通过与氧气形成配合物，将氧气从肺部运输到组织器官中。
叶绿素也是一种卟啉金属配合物，其中的金属离子是镁离子。
叶绿素在光合作用中起着接收光能和转化为化学能的作用，它通过与光能形成配合物，促进光合作用的进行。
除了血红素和叶绿素，还有许多其他的卟啉金属配合物在生物体内具有重要的功能。
例如，维生素B12是一种含有钴离子的卟啉金属配合物，它在人体内起着重要的代谢和神经功能的作用。
另外，一些金属离子还可以与卟啉形成特殊的配位体，如氧合血红蛋白中的铁离子与卟啉形成的配位体称为血红蛋白中心。
卟啉化合物的应用及其研究进展
卟啉化合物的应用及其研究进展1卟啉的结构特点卟啉是卟吩外环带有取代基的同系物和衍生物的总称。
卟吩是由四个吡咯环和四个次甲基桥联的大π共轭体系，其中心氮原子能与金属原子配位生成金属卟啉络合物（如图）。
卟啉及其金属络合物种类繁多，分子具有刚性结构，卟吩环周边功能团的位置和方向控制余地较大，其轴向配体周围的空间大小和相互作用方向的控制余地较大。
如果在卟啉环上改变取代基、调节四个氮原子的给电子能力、引入不同的中心金属离子或者改变不同亲核性的轴向配体，就会使卟啉和金属卟啉具有不同的性质，因而也具有不同的功能。
卟啉化合物在自然界广泛存在，其特殊的刚性π电子离域结构使得卟啉化合物在医学、生物化学、材料化学、能源利用等多方面具有良好应用前景。
2卟啉的应用2.1在医学上的应用卟啉及大部分金属配合物都具有卓越的荧光特性。
许多卟啉化合物对癌细胞有特殊的亲和能力，可以利用它来识别病体组织，卟啉通常具有的长效激发三重态（寿命一般在μs～ms 范围之间）使其为光动力学诊断中光敏剂的选择提供了理论依据。
卟啉及其衍生物制成的光敏剂聚集在癌变部位，能达到定向治疗的效果。
目前以其为基础发展出的治疗方法有利用卟啉类光敏药物疗法，对肿瘤的光动力疗法，超声治疗癌症法等。
2.2 在生物化学上的应用卟啉是血红素、细胞色素和叶绿素等生物大分子的核心部分。
金属卟啉应用于核酸定位断裂是近年来发展起来的一个研究方向。
金属卟啉配合物作为主体分子有其独特的优点:（1）卟啉环具有刚性结构, 周边官能团的方向和位置可较好地得到控制, 使之与客体分子之间有最佳的相互作用；（2）卟啉分子有较大的表面，对金属卟啉分子轴向配卟啉分子有较大的表面，对金属卟啉分子轴向配大。
为达到对核酸的定位断裂，将适当的核酸识别剂组装于金属卟啉上，有望设计出高性能的核酸定位断裂剂。
这不仅是对金属卟啉研究领域的扩展、同时对癌症的基因治疗、大片段基因的分子识别、基因免疫印迹分析等都具有重大意义。
新型卟啉及其金属配合物的合成与性能
2018年8月第26卷第8期工业催化INDUSTRIAL CATALYSISAug. 2018Vol.26 No.8精细化工与催化新型卟啉及其金属配合物的合性能张立龙！ ！王宪沛，刘卫涛，雷东卫，张辉辉，闫俊(西安元创化工科技股份有限公司，陕西西安710061 %摘要:通过琥珀酰基、马来酰基和邻苯二甲酰基对四-(4 -氨基苯基）外啉进行修饰改性，合成不同结构的新型卟林及其铜配合物。
对合成的新型结构卟林配体进行核磁共振、质谱和红外表征，对其铜配合物进行质谱表征，结果表明，所合成的化合物是目标产物。
通过紫外-可见、荧光发射、热重、循环伏安法进行性质测试，计算出HOMO和LUM0能级。
结果表明，新型化合物具有良好的可见光区吸收和纯红光发射光谱，热稳定性高，可以作为红光材料的备选材料。
关键词：精细化学工程；外啉;有机合成；酰胺化反应；铜配合物d o i：10. 3969/j.issn. 1008-1143. 2018. 08. 013中图分类号:0626.13;TQ251.3 文献标识码:A文章编号:1008-1143(2018)08-0070-05Synthesis and properties of new porphyrins and met^lloporphyrinsZhang L U o n(，Wang Xianpei，Liu Weitao，Lei Dongwei，Zhang H uihui，Yan Jun(Xi^an Origin Chemical Technologies Co. ，L td.，XFan710061，Shaanxi，China)A b s t r a c t：Tetra- (4 - aminophenylporj^hyrin was modified by succinyl，maleoyl and phthaloyl to obtaindifferent structural newporphyrins and the copper complexes.The newporphyrins were charac rH NMR，MS and IR，and the copper complexes were characterized by MS.Results showed that tlie moleculars were synthesized.The new porj)hyrins and metalloporjDhyrins were measured tra，Fluorescence emission spectra，thermogravimetry and cyclic voltammetry.HOMO and LUMO energylevels of tlie metalloporj^hyrins were calculated.Results show that tlie new structural strong UV- Vis absorption，pure red emission and high thermal stability，might be potential red- emittingmaterials in OLED field.K e y w o r d s:fine chemical engineering;porphyrin;organic synthesis;amidation reaction;copper complexd o i：10. 3969/j.issn. 1008-1143. 2018. 08. 013C L C n u m b e r：O626.13；TQ251.3D o c u m e n t c o d e：A A r t i c l e I D：1008-1143(2018)08-0070-05卟啉是在卟吩环上拥有取代基的一类大环化合 物的总称，具有特殊的刚性&电子离域结构。
Meso-四(对甲基苯基)卟啉及其钴配合物的光学性能与生物应用
Meso-四(对甲基苯基)卟啉及其钴配合物的光学性能与生物应用张万宇;张晓娟;佟佳霖;陈天赐;田俊强;胡蓉;王志明【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2018(034)012【摘要】对meso-四(对甲基苯基)卟啉(TMPP)和meso-四(对甲基苯基)卟啉钴(TMPP-Co)的溶剂化效应及其水相体系下的发光机理进行了细致地研究.发现TMPP在与钴离子配位后发光强度明显下降;TMPP-Co的溶剂化效应不仅与溶剂极性有关,还与Co离子的轴向配位有关;TMPP与TMPP-Co在水相条件下及在甘油中的发光强度呈现先上升后下降的趋势.此外,TMPP-Co产生单线态氧的能力较强;通过制备TMPP-TAT-NPs纳米粒子成功实现对细胞的染色,并局域在细胞溶酶体上.【总页数】11页(P2161-2171)【作者】张万宇;张晓娟;佟佳霖;陈天赐;田俊强;胡蓉;王志明【作者单位】沈阳工业大学石油化工学院,辽阳 111003;沈阳工业大学石油化工学院,辽阳 111003;沈阳工业大学石油化工学院,辽阳 111003;沈阳工业大学石油化工学院,辽阳 111003;沈阳工业大学石油化工学院,辽阳 111003;香港科技大学深圳研究院,深圳518000;香港科技大学深圳研究院,深圳518000【正文语种】中文【中图分类】O614.81+2;O614.4;O645.13【相关文献】1.meso-四(4-溴代苯基)卟啉的合成及其光学性能 [J], 吴松;张晓娟;李施慧;赵子任;陈天赐2.四(对羟基苯基)卟啉镍与meso-四(2-羧甲氧基苯基)卟啉镍的合成及电化学性质研究 [J], 刘雄;林湘3.meso-四-(对甲氧基)苯基卟啉和meso-四-(对甲氧基)苯基锌卟啉的电化学性质[J], 王小萍;王君文;何明威;张勇;潘景浩4.Meso-四(对-甲基苯基)卟啉金属络合物的光电性质研究 [J], 田俊强;张晓娟;操礼龙;魏义男5.卟啉化合物的热化学研究——Ⅲ.meso-四对硝基苯基卟啉、meso-四(3-吡啶基)卟啉的标准燃烧能和标准生成焓 [J], 古春刚;吴鼎泉;屈松生因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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卟啉及其钴配合物的作用
卟啉是一种重要的有机分子，它具有多种生物活性。
卟啉与金属
形成的钴配合物对生命活动也有着很大的意义，下面将从几个方面介
绍卟啉及其钴配合物的作用。
1. 生物色素
卟啉是一种重要的复杂生物色素，它在生物体内具有多种功能。
比如，人体内的血红素分子中就含有卟啉分子，它可以将氧气从肺部运输到
人体的各个组织，同时将二氧化碳运回肺部排出体外。
此外，类胡萝
卜素合成时也需要卟啉的出现。
因此，卟啉在生物体内发挥着非常重
要的作用。
2. 临床用途
钴卟啉是一种药物，它曾经被广泛地应用于治疗贫血。
此外，钴卟啉
还可以用于某些药物的催化合成，如阿奇霉素、吗啡等。
3. 光合作用
卟啉与铁、镁等金属离子结合形成的卟啉叶绿素是植物体内进行光合
作用的关键分子。
在光合作用中，卟啉叶绿素可以吸收太阳光的能量，转化为有机物质的化学能，从而完成植物的生长与繁殖。
4. 其他应用
卟啉及其钴配合物还可以应用于电化学、光化学、催化等领域，比如
卟啉和钴离子可以构筑化学传感器，检测水中的重金属离子，卟啉叶
绿素还具有分光光度法测定水体总叶绿素的功能。
总之，卟啉及其钴配合物是一类非常重要的有机化合物，在生物学、化学、医学等领域均有广泛的应用价值，未来将会有更多的研究
成果涌现。