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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)：

X

X

N

NNH

NH

NHN

X

NHN

X

图1

X=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25ml两口烧瓶中加入0.1540g中位-四（对羟基苯基）卟啉与8mlDMF,

o

搅拌加热,至100C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。然后，将产物倒入300ml冰水

中,陈化2小时,抽滤,并将得到的固体在烘箱中烘干。在陈化过