卟啉及金属卟啉配合物的化学研究进展Ξ-河北师范大学学报.PDF

第 33 卷/ 第 1 期/ 河北师范大学学报/ 自然科学版/ Vol . 33 No . 1 2009 年 1 月 J OURNAL OF HEBEI NORMAL UNIVERSITY/ Natural Science Edition/ J an. 2009 卟啉及金属卟啉配合物的化学研究进展 郝晓伶 , 　韩士田, 　刘彦钦 (河北师范大学 化学与材料科学学院 ,河北 石家庄 　0500 16) 摘 要 :卟啉化学是现代化学领域中重要的研究分支之一 , 卟啉及金属卟啉化合物在医学 、分析化学 、材料化 学 、能源等领域有广泛的应用. 论述了卟啉及金属卟啉化合物的结构 、性质及主要的几种合成方法. 关键词 :卟啉 ; 金属卟啉 ; 合成 中图分类号 :O 62 1. 3 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 (2009) 0 1008504 ( ) 卟啉 Porp hyrins 是由 Kuster 在 19 12 年首次提出的 ,其结构为“四吡咯”的大环结构 , 当时认为该结构 是不稳定的 ,未被人们认可. 直到 1929 年由 Fishert 和 Zeile 合成了氯高铁卟啉 , 卟啉的结构才被验证[ 1 ] . 卟 ( ) 啉是卟吩 Porp hine 外环带有取代基的同系物和衍生物的总称. 当其氮上的 2 个质子被金属取代后即形成 ( ) [2 ] 了金属卟啉 Met alloporp hyrins . 近些年来 ,各国科学家对卟啉及其金属配合物的研究更为深入和活跃 , 通过多年研究发现 :卟啉几乎能与所有的金属离子形成配合物. 而配合物的种类也极其繁多 ,按溶解性可以 分为水溶性和非水溶性 2 大类. 目前卟啉及其衍生物已被广泛用于医学 、分析化学 、配位化学 、仿生学 、催化 等许多领域[3～6 ] ,与之有关的交叉学科也正在逐步形成[7 ] . 本文中 ,笔者就卟啉及金属卟啉化合物的结构 、 性质 、合成及应用等方面做一些简单的介绍. 1 　卟啉及金属卟啉化合物的结构与性质 1. 1 　卟啉及金属卟啉的结构 ( ) π 卟吩环 如图 1 是含 4 个吡咯环的 18 原子 、18 电子大 体系的平面型分子 ,是高度的芳香体系 ,结构十 ( ) ( ) 分稳定. 4 个吡咯环之间的碳 5 ,10 ,15 ,20 被称作中位 m eso 碳 ,其余 8 个可被取代的碳称作外环碳. 当在 αβγ δ , , , 位置上分别接上 R1 ,R2 ,R3 ,R4 取代基则形成一系列卟啉. 当卟吩环没有取代基时其结构近似于平 面型[ 8 ] ,但当卟吩环接上取代基时 ,其结构易受取代基的影响而变形. 若卟啉分子中心4 个氮原子质子化 , 由 于质子的空间位阻和静电斥力使吡咯环与分子平面产生偏离 ,如质子化的四苯基卟啉 ,吡咯环与分子平面偏 [9 ] ( ) 离 33 ° . 当卟啉环氮上的2 个质子被金属取代后即形成了金属卟啉 如图2 . 一般来说 ,卟啉环中的4 个氮 原子都能与金属离子成键. 随着金属离子半径的不同 ,金属可以在卟啉环平面内,即位于卟啉环的中心 ,也可 以位于卟啉环的平面外. 前者被称为“平面内型金属卟啉化