卟啉与金属卟啉化合物

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影响金属卟啉催化性能的因素研究

影响金属卟啉催化性能的因素研究

影响金属卟啉催化性能的因素研究

摘要:金属卟啉由于其特殊的共轭结构,有着很好的热稳定性和化学稳定性且易于合成,是模拟过氧化氢酶,过氧化物酶,以及细胞色素P450等蛋白质重要的生物模型,同时也是重要的仿生催化剂之一。金属卟啉在催化方面的研究报道很多,包括氧化反应、C-H键活化、光催化等。[8]影响金属卟啉化合物仿生催化性能的因素有很多,可分为自身结构与外部环境两类:自身结构主要包括其中心的金属离子、轴向配体及取代基等;而外部环境是指把金属卟啉化合物固载到某些物质上,为反应创造更有效的微环境,提高催化效果。

关键词:卟啉,催化,活性

1 引言

20世纪70年代,Groves等人[1]发表了第一篇关于合成铁卟啉作为催化剂用于烯烃环氧化和烷烃羟基化的论文。从那时起,科学家们使用不同金属的卟啉化合物来催化各种有机底物的氧化,还设计了新的合成路线,以提高这些配合物的催化性能。

1997年,Dolphin和Traylor[2]根据结构对金属卟啉催化剂进行了分类,将Groves [1]用于细胞色素P-450仿生催化的第一种合成卟啉[Fe(TPP)]Cl,指定为第一代卟啉[图1(a)]。由于卟啉的脆弱结构在催化反应的氧化条件下很容易被破坏,所以这种配合物的催化效果一般。Dolphin和Traylor[2]将带有负电性和/或大体积基团的meso-位苯基取代的金属卟啉归类为第二代卟啉[图1(b)]。这种络合物提供了极好的催化效果,主要是在所有氧化反应中最困难的烷烃羟基化反应中。第二代金属卟啉比第一代的催化表现更好,因为:(i)吸电子基团(EWG)。例如,卤素原子使起催化作用的中间产物更亲电,氧化性更强;(ii)苯基取代基上的大体积基团避免了分子间相互作用,这种相互作用会产生无活性的催化物质或促进溶液中金属卟啉的自氧化破坏。这两个因素共同赋予了第二代卟啉更强的特性。

在第二代卟啉环的β-吡咯位置引入负电性基团,产生了第三代卟啉配体[图1(c)]。起初,科学家们期望添加额外的EWG或庞大的基团将使大环更加牢固,抗自氧化破坏并提高金属卟啉的催化活性,但是相关研究发现它们不能提供与第二代类似物相同的催化效果。在均相催化中,第三代金属卟啉由于多种原因而失活,因此催化收率很低。[3]

若干5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉金属配合物的合成与表征

若干5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉金属配合物的合成与表征

第32卷第4期 2010年4月 宜春学院学报 Journal of Yichun CoUege V01.32.No.4 Apr.2010 

若干5,10,15,20一四(4一羧基苯基) 

金属配合物的合成与表征 

曾锦萍,袁晓玲,邓记华 

(宜春学院江西省高校应用化学与化学生物学重点实验室,江西 宜春 卟啉 

336000) 

摘要:本文合成了四种5,l0,15,20一四(4一羧基苯基)卟啉的过渡金属配合物。采用元素分析、电 

导测定、紫外一可见光谱、红外光谱、核磁共振和电喷雾质谱等多种物理手段表征了配合物的结构,对配合物的 

空间构型和成键性质进行了讨论。研究了配合物在氮气气氛中的热分解行为。结果表明:该类配合物中离域订 键和螯合环的形成使M—N键加强,配合物很稳定。 关键词:5,10,15,20一四(4一羧基苯基);卟啉;配合物;表征 中图分类号:0643.36文献标识码:A文章编号:1671—380X(2010)o4一oo14一o4 

Synthesis and Characterization of Some Metalfic(II)Complexes、vith meso—tetra f 4一carboxypheny1)porphyrin Ligand ZENG Jin—Ping。YUAN Xiao—Ling,DENG Ji—Hua (Key Laboratory ofJiangxi Unwe ̄ityfor Applied Chemistry and Chemical Biology,Y&hun University,Y&hun 336000 China) 

Abstract:In this paper,four complexes containing ligand of meso—tetra(4一carboxypheny1)porphyrin have been synthesized.Mo- lecular structures of the synthesized compounds were confirmed by elemental analysis,conductivity measurement,UV—Vis spectra,IR spectra.1 H NMR spectra and ESI—MS. I1le configuration and bonding character of complexes were discussed.Thermogravimetry (TG)for four compounds in an atmosphere of N2 were performed.In the chelating ring,conjugate竹bonds were formed,which further strengthen the M—N coordination bonds and made complexes a stable compounds. Key words:meso—tetra(4一carboxypheny1)porph n,complexes,characterization 

两种尾式卟啉及其金属钯配合物的合成与表征

两种尾式卟啉及其金属钯配合物的合成与表征

第24卷第4期 2010年4月 化工时刊 Chemical Industry Times Vo1.24,No.4 Apr.4.2010 

doi:10.3969/j.issn.1002—154X.2010.04.OO9 

两种尾式卟啉及其金属钯配合物的 

合成与表征 

吐尔洪・买买提 艾尔肯・吐尔逊 阿布力孜・伊米提 

(新疆大学化学与化工学院,新疆乌鲁木齐830046) 

摘要合成了尾式卟啉化合物5一(2一戊烷氧基苯基)一1O,l5,20一三(对氯苯基)卟啉和5一(2一异戊氧基苯基) 

一10,15,20一三(对氯苯基)卟啉及其金属钯配合物并通过元素分析、紫外一可见光谱、红外光谱和核磁共振氢谱对 

这些卟啉化合物的结构进行了表征。 关键词卟啉合成结构表征金属配合物 

Synthesis and Characterization of Two Pophyrins and 

Palladium(II)Coordination Compound 

Turghun Mamat Erkin Tursun Abliz Yimit 

(College of Chemistry and Chemical Engineering,Xinjiang University,Xinjiang Urumqi 830046) 

Abstract The synthesis oftailed porphyfin compound 5一(2一pentyloxypheny1)一1O,15,20一tris(4一ehloro— 

pheny1)porphrin and 5一(2一isopentyloxypheny1)一l0,l5,2O—tris(4一chloropheny1)porphrin and their palla- 

dium(II)coordination compounds were reposed,Their structures characterized by elementary analysis,ultraviolet 

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

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) :

NHNHNN NHNHNNXXXX

图1

X=COOH;OH;NH2

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,

卟啉化合物的合成、理化性质及其应用 2

卟啉化合物的合成、理化性质及其应用 2

2012.11.27-2010.12.10

卟啉化合物的合成、理化性质及其应用

薛风驰(0909401040)

(苏州大学材料与化学化工学部09级化学类专业)

摘要:用郭灿城等人提出新方法合成TPPH2,并以之进一步反应生成CoTPP。还利用红外、

紫外与荧光光谱分析其结构。

关键词:卟啉、TPPH

2、CoTPP、合成

Abstract:WesynthetisedTPPH

2withthenewmethodproposedbyCanchengGuoetal,and

CoTPPwiththeTPPH

2whichwemade.Inadditionwecharacterizedthetwocompoundsby

FT-IR,UVandfluorescencespectrum.

Keywords:porphyrinsTPPH

2CoTPPsynthetize

1.前言

卟啉(porphyrins)是卟吩(porphine,如图1)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,卟吩是由交替的单键和双键上的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。卟啉环中含有4个咯吡环,每2个吡咯环在2位和5位

之间由一个次甲基桥连,在5,10,15,20位上也可键合4个取代苯基,形成四取代苯基

卟啉(TPPH

2)(图2)。

HNNNH

N

NHNHNN

图1卟吩的结构图2四苯基卟啉的结构

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

卟啉配位键

卟啉配位键

卟啉配位键

卟啉配位键是指卟啉分子通过氮原子与金属离子形成配位键的化学现象。卟啉是一种含有四个吡咯环的杂环化合物,具有非常特殊的性质和结构。其配位键的形成对于理解卟啉及其衍生物的结构与功能具有重要意义。本文将分为三个部分介绍卟啉配位键的形成、性质及其在生物体中的应用。

第一部分:卟啉配位键的形成

卟啉分子具有24个π电子,其中20个属于共轭π电子体系。通过提供第四周期元素的金属中心,卟啉分子可以形成中央金属离子和卟啉配合物。卟啉的吡咯环中的氮原子作为配体与金属离子形成靠近垂直的平面的配位键。这种配位键的形成与卟啉分子的结构和电子结构有关。

第二部分:卟啉配位键的性质

卟啉配位键形成后,可改变其光谱性质和化学性质。例如,卟啉配合物的紫外-可见吸收光谱显示不同的吸收峰和颜色。这是因为金属中心对卟啉的π电子造成局域扭曲,引起共振结构的改变。此外,金属离子还可以通过与卟啉配位键的构型改变来调控卟啉分子的电子密度和反应性。卟啉配合物还可以通过配合键与溶剂分子进行相互作用,改变其性质和活性。

第三部分:卟啉配位键在生物体中的应用

卟啉配合物在生物体中具有广泛的应用。其中最为著名的就是血红素和叶绿素,它们分别与细胞色素和叶绿体相关蛋白质结合,参与氧气的运输和光合作用。血红素的配位键通过与铁离子形成,使氧气能够与血红素结合,从而实现氧气的输送。叶绿素的配位键通过与镁离子形成,实现光合作用的光能吸收和电子转移。此外,卟啉配合物还在催化、电化学和生物传感等领域有着广泛的应用。

综上所述,卟啉配位键是一种通过氮原子与金属离子形成的化学现象。卟啉配位键的形成受到卟啉分子结构和电子结构的影响,改变了卟啉分子的光谱性质和化学性质。在生物体中,卟啉配合物通过配位键参与氧气的运输、光合作用等重要生物过程。这些研究对于理解卟啉及其衍生物的结构与功能,以及在生物体系中的应用具有重要意义。

肌红蛋白的结构功能及其模型化合物的构建

肌红蛋白的结构、功能及其模型化合物的构建

摘要:肌红蛋白是肌肉中运载氧的蛋白质,由153个氨基酸残基组成,含有血红素,和血红蛋白同源,与氧的结合能力介于血红蛋白和细胞色素氧化酶之间,可帮助肌细胞将氧转运到线粒体。它是由一条肽链和一个血红素辅基组成的结合蛋白,是肌肉内储存氧的蛋白质,它的氧饱和曲线为双曲线型。在人体中起到十分重要的作用。

关键词:肌红蛋白、蛋白质、功能、模型化合物

正文

一、 肌红蛋白的结构

1、肌红蛋白的蛋白质结构

肌红蛋白(myoglobin,MYO,Mb)是肌肉中的一种贮氧蛋白。由153个氨基酸残基组成,含有血红素,和血红蛋白同源,与氧的结合能力介于血红蛋白和细胞色素氧化酶之间,可帮助肌细胞将氧转运到线粒体。肌红蛋白存在于肌肉中,心肌中含量特别丰富。抹香鲸肌红蛋白三级结构于1960年由Kendrew用X线衍射法阐明,这是世界上第一个被描述的蛋白质三级结。以抹香鲸肌红蛋白为例:

肌红蛋白由一条多肽链和一个辅基多肽链组成:由153个氨基酸残基组成,辅基:亚铁血红素辅基,分子量:16 700。形状:呈紧密球形,多肽链中氨基酸残基上的疏水侧链大都在分子内部,亲水侧链多位于分子表面,因此其水溶性较好。

三级结构有8段α-螺旋区,每个α-螺旋区含7~24个氨基酸残基,分别称为A、B、C…G及H肽段。有1~8个螺旋间区,肽链拐角处为非螺旋区(亦称螺旋间区),包括N端有2个氨基酸残基,C端有5个氨基酸残基的非螺旋区, 处在拐点上的氨基酸残基Pro, Ile, Ser, Thr, Asn等。极性氨基酸分布在分子表面,内部存在一口袋形空穴,血红素居于此空穴中。

血红素是铁卟啉化合物,它由4个吡咯通过4个甲炔基相连成一个大环,Fe2+居于环中。铁与卟啉环及多肽链氨基酸残基的连接:铁卟啉上的两个丙酸侧链以离子键形式与肽链中的两个碱性氨基酸侧链上的正电荷相连。血红素的Fe2+与4个咯环的氮原子形成配位键,另2个配位键1个与F8组氨酸结合,1个与O2结合,故血红素在此空穴中保持稳定位置。

卟啉化合物的合成及光电性能

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。

单羟基苯基卟啉及其金属配合物的合成与表征

第26卷第1期 2 0 0 7年3月 大连轻工业学院学报 

Journal of Dalian Institute of Light Industry Vo1.26 No.1 Mar.2 O O 7 

文章编号:1005-4014(2007)01-0035-03 

单羟基苯基卟啉及其金属配合物的合成与表征。 

安庆大,孙洪沙,许妹佳,王晓璐,樊永德,郑国爽 

(大连轻工业学院化工与材料学‘院,辽-7大连116034) 

关键词:单羟基苯基卟啉;配合物;合成;表征 

摘要:单羟基苯基卟啉(MHTPP)及其配合物是一类有活性基团,并易于制备其他复杂卟啉化合 

物的中间体。本文以对羟基苯甲醛,苯甲醛与吡咯为原料,合成了MHTPP,并进一步合成了其6 种金属配合物。采用紫外可见光谱、红外光谱及 H NMR谱对产品的结构进行表征,并进行了对 

比分析。与卟啉单体相比,金属配合物的分子对称性提高,吸收峰的数目相应减少。 中图分类号:O641.4 文献标识码:A 

Synthesis and characterizatiOn Of 5一hydrOxypheny1_10,15, 

20_triphenyIpOrphyrin and its metal complexes 

AN Qing—da,SUN Hong—sha,XU Shu-jia,WANG Xiao—lu,FAN Yong—de,ZHENG Guo—shuang 

(School of Chemistry Engineering&Material。Dalian Institute of Light Industry,Dalian 116034,China) 

Key words:5一hydroxyphenyl一10,15,2O—triphenylporphyrin;metalloporphyrin;synthesis;characterization 

Abstract:5一hydroxyphenyl一1O,15,20一triphenylporphyrin(MHTPP)and its metal complexes are a kind 

卟啉配位键 -回复

卟啉配位键

卟啉是一种重要的有机分子,广泛存在于自然界中,例如叶绿素和血红素。在配位化学中,卟啉可以通过其中心金属原子与其他化合物形成配位键。

卟啉的配位键通常形成在其金属原子的周围,其中最常见的金属是铁、镍、镧、锌等。卟啉分子中心的金属原子与配位体之间形成的配位键通常是配位键的共价性质,通过配位键形成稳定的卟啉金属配合物。

卟啉中心金属原子的配位键可以是通过卟啉中心的氮原子与配位体形成的。在叶绿素中,卟啉通过中心镁离子与其他分子相互作用。这些配位键的形成使卟啉分子能够在生物体内发挥关键的生理功能,如催化光合作用和氧气运输。

总而言之,卟啉通过其中心金属原子与配位体形成配位键,这种配位键的形成对于卟啉分子在生物体内发挥重要的生理功能至关重要。

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