维普资讯 http://www.cqvip.com 第３７卷第４期 ２００７年８月 精细化工中间体 ＦＩＮＥ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＴＥＲＭＥＤＩＡＴＥＳ Ｖｏ１．３７ Ｎｏ．４ Ａｕｇ ２００７ ５一（４ 一羟基苯基）一１ Ｏ，１ ５，２Ｏ一三（４ 一三甲硅基苯基）卟啉的 合成 李伟华。江国防。郭灿城 （湖南大学化学化５－学院，湖南长沙４１００８２） 摘要：以４＿羟基苯甲醛、４＿三甲硅基苯甲醛、 吡咯（物质的量比１：３：４）为原料，借鉴Ｌｉｎｄｓｅｙ方法合成了５一 （４，＿羟基苯基）一ｌ０，１５，２０＿三（４，－三甲硅基苯基） 卟啉。研究了提纯该化合物的手段，最终得到了分离效果好的分离 方法。其结构由。Ｈ ＮＭＲ、质谱、紫外等表征。 关键词：合成；卟啉；４一三甲硅基苯甲醛 中图分类号：０６２６．１３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９２１２（２００７）０４－００２４－０３ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ５＿（４，＿ＪＩｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙ１）－１０，１５，２０－－ｔｒｉ（４＂－ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌｐｈｅｎｙ１）Ｐｏｒｐｂｙｒｉｎ ＬＩ Ｗｅｉ－ｈｕａ，ＪＩＡＮＧ Ｇｕｏ－ｆａｎｇ，ＧＵＯ Ｃａｎ－ｃｈｅｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｎｅｗ ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃ ｃａｔａｌｙｓｔ，５－（４ －ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙ１）－１０，１５，２０－ｔｒｉ（４ 一ｔｒｉｍｅｔｈｙ１ｓｉｌｙ１ｐｈｅｎｙ１）ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ， ｗａｓ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ Ｌｉｎｄｓｅｙ ｓ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ ａｎｄ ａ ｇｏｏｄ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｇｅｔ ｔｈｅ ｐｕｒｅ ｔａｒｇｅｔ ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ，Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｈ ＮＭＲ，ＭＳ ａｎｄ ＵＶ ｓｐｅｃｔｒａ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ；４一ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌｂｅｎｚａｌｄｅｈｙｄｅ １ 前言 糖仿生催化能源化研究，提供催化剂。 笔者用４一羟基苯甲醛、４一三甲硅基苯甲醛、吡 卟啉是生命体系里一类特殊的化合物。在自然界 中存在着许多天然卟啉及其金属配合物。天然卟啉化 合物都是水溶性的，具有特殊的生理活性。人工合成 卟啉来模拟天然卟啉化合物的各种性能一直是人们感 兴趣和研究的重要课题 ］。三甲硅基卟啉在三甲硅 咯（物质的量比１：３：４）为原料，借鉴Ｌｉｎｄｓｅｙ Ｃ 方法合 成了５一（４ 一羟基苯基）一１０，１５，２０－三（４，＿三甲基硅基 苯基）卟啉。反应结果得到多种卟啉的混合物，并且 体系中的各个卟啉的极性差别很小，使分离困难。为 了便于分离，做了系列研究，经过研究发现把合成卟 基氯磺酸的作用下，可形成水溶性磺酸卟啉，是合成 磺酸卟啉的重要中间体，因此合成三甲硅基卟啉可为 啉的反应体系不分离，直接和醋酸锌作用，得到锌卟 啉混合物，这些锌卟啉化合物的极性有明显的差别， 制备水溶性金属卟啉仿生催化剂提供物质基础，为开 展水体系中的仿生催化研究，如稻草仿生催化降解、 便于分离．最终得到纯净的目标产物５。卟啉４、５ 及其前体化合物３的合成路线如下图： Ｂｒ ＼ｌ／ ｓｉ ＼｛／ Ｅ 基金项目： 国家自然科学基金资助项目（２０５０２００５），湖南大学重点基金资助项目（５２１１０１７８７）。 作者简介： 李伟华（１９７８一），男，湖南衡阳人，硕士研究生，从事金属卟啉合成研究。 联系人： 郭灿城，男，教授，博士生导师。 （Ｅ—ｍａｉｌ：ｃｃｇｕｏ＠ｈｎｕ．ｏｎ） 收稿日期： ２０ｏ７一Ｏ６—２Ｏ 维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期 李伟华，等：５一（４＂－羟基苯基）一ｌＯ，ｌ５，２０一三（４，‘三甲硅基苯基）卟啉的合成 １＿ ９８％Ｈ２ＳＯ ＣＨＣＩ１ ２实验部分 ２．１ 仪器和试剂 中，室温搅拌６ ｈ，分离有机层，连续用水、碳酸氢 钠溶液、饱和食盐水洗，然后用硫酸钠干燥，旋干溶 剂，得淡黄色油状液体，用硅胶柱层析［洗脱液为 （二氯甲烷）： （石油醚）＝３：５］分离纯化，得到无 色油状液体３，重０．１６１ ｇ，收率９０％。 Ｈ ＮＭＲ （４００ Ｍ，ＣＤＣ１，），６：１０．０２（Ｓ，１Ｈ，ＣＨＯ），７．８４ （ｄ，Ｊ－－８ Ｈｚ，２Ｈ，ｐｈ—Ｈ，，ｐｈ—Ｈ５），７．６９（ｄ，Ｊ－－８ Ｈｚ， ２Ｈ，ｐｈ—Ｈ２，ｐｈ—Ｈ６），０．２９（Ｓ，９Ｈ，ＳｉＭｅ３）；ＥＳＩ— ＭＳ：１７８（１００％） 仪器：Ｓｈｉｍａｄｚｕ １６０１型紫外一可见光谱仪、 Ｖａｒｉａｎ Ｍｅｒｃｕｒｙ—ＶＸ４００（４００ＭＨＺ）型核磁共振仪 （ＣＤＣ１，为溶剂，ＴＭＳ为内标）、Ａｇｌｉｌｅｎｔ １１００ ＥＳＩ—ＭＳ 质谱仪。 试剂：４一溴三甲硅基苯甲醛、三甲硅基氯硅烷 （均为ＡＲ）、正丁基锂ＡＬＤＥＲＩＣＨ）。 ２．２合成 （２．５ ｍｏｌ／Ｌ，溶于苯中， ２．２．２ ５一（４，＿羟基苯基）一１０，１５，２０一三（４，＿三甲硅基苯 ２＿２．１ ４一三甲硅基苯甲醛（３）的合成（按参考文献 合成）： 基）锌卟啉（４）的合成（参考文献［５］合成） 在盛有２５０ ｍＬ三氯甲烷的５００ ｍＬ三口瓶中加 入４一羟基苯甲醛（０．３０５ ｇ，２．５ ｍｍｏ］）， （１．３３５ ｇ， 在ＯＣＥ和氮气保护下，向盛有 （１．０４ ｇ，４ ｍｍｏ］）的８ ｍＬ乙醚反应瓶中．逐滴滴加正丁基锂 （１．６ ｍＬ，２．５ ｍｏｌ／Ｌ），在此温度下继续反应３０ ａｉｒｎ， ７．５ ｍｍｏ］），吡咯（０．６７ ｇ，１０ ｍｍｏ］），氮气保护下， 加入三氟化硼乙醚（０．１２５ ｍＬ，１ ｍｍｏ］），室温搅拌， ＴＬＣ监测，４０ ｒａｉｎ后，加入四氯苯醌（２．２１４ ｇ，９ ｍｍｏ］，溶解在５０ｍＬ苯中），室温下继续搅拌１ ｈ，过 滤，浓缩滤液，用乙醇溶解，加入过量醋酸锌（２．１９５ｇ， １０ ｍｍｏ］），搅拌加热回流３ ｈ，反应混合物用硅胶柱 层析［洗脱液为 （三氯甲烷）： （石油醚）＝２：５］分 离纯化，得到产品４ ０．３５５ ｇ，收率１２％。 Ｈ ＮＭＲ （４００ Ｍ，ＣＤＣ１３），６：８．９７－８．９９（Ｉｎ，６Ｈ，ｐｙｒｒｏｌ￣一 Ｈ），８．９０－８．９１（Ｉｎ，２Ｈ，ｐｙｒｒｏｌｅ 一Ｈ），８．２０（ｄ， ７．２ Ｈｚ，６Ｈ），８．０９（ｄ，Ｊ－－８．８ Ｈｚ，２Ｈ，ｐｈ－Ｈ），７．８９ （ｄ，Ｊ＝７．２ Ｈｚ，８Ｈ，ｐｈ—Ｈ，），０．５３（Ｓ，２７Ｈ，Ｍｅ）； ＵＶ—Ｖｉｓ（ＣＨＣｌ３）：Ａ ：４４４，６０５，６５８。 然后向体系中加入三甲基氯硅烷（０．５４ ｍＬ．４．２ ｍｍｏ］），升至室温，继续反应１．５ ｈ。反应完后，往体 系中加入１．５ ｍＬ水，分离有机层，饱和食盐水洗， 硫酸镁干燥，旋干溶剂，得到无色油状液体，用硅胶 柱层析［洗脱液为 （三氯甲烷）： （石油醚）＝１：１８］ 分离纯化，真空干燥，得到产品 ０．７２７ｇ，收率７５％。 Ｈ ＮＭＲ（４Ｏ０ ｍｏｌ／Ｌ，ＣＤＣ１３），６：７．８５（ｄ，Ｊ＝８ Ｈｚ， ２Ｈ，ｐｈ—Ｈ３，ｐｈ—Ｈ５），７．７０（ｄ，Ｊ－－８ Ｈｚ，２Ｈ，ｐｈ—Ｈｚ， ｐｈ－Ｈ６），５．３１（Ｓ，１Ｈ，ｐｈＣＨ（ＯＥｔ）２），３．７３（ｑ，Ｊ－－７．２ Ｈｚ，４Ｈ，０（ＣＨ２Ｍｅ）２），１．２３（ｔ，Ｊ＝４ Ｈｚ，６Ｈ， Ｏ（ＣＨ２ＣＨ３）２），０Ｉ３１（Ｓ，９Ｈ，ＳｉＭｅ３）；ＥＳＩ—ＭＳ：２５２ （１００％） ２＿２．３ ５一（４ 一羟基苯基）一１０，１５，２０一三（４ 一三甲硅基 将２（０．２５２ ｇ，１ ｍｍｏ］）加入盛有二氯甲烷（４ ｍＬ）、水（１．５ ｍＬ）和三氟乙酸（２．５ ｍＬ）的反应瓶 苯基）卟啉（５）的合成 向盛有４（９１．１ ｍｇ，０．１ ｍｍｏ］）的三氯甲烷溶液 中滴入１滴９８％（ｍ／ｍ）的浓硫酸，搅拌，ＴＬＣ、ＵＶ 维普资讯 http://www.cqvip.com 精细化工中间体 第３７卷 监测反应进程。３０ ｍｉｎ后结束反应．混合液先后用 水、饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，旋干溶剂，反 应粗产物用硅胶柱层析［洗脱液为 （乙酸乙酯）： （石油醚）＝１：５０］分离纯化，得到产品５ ７６．１ ｍｇ，收 率９０％。’Ｈ ＮＭＲ（４００ Ｍ，ＣＤＣ１３）， ：８．８７～８．８９ 啉。薄层色谱分析发现各个取代的锌卟啉的极性变 小，调整展开剂比例为 （三氯甲烷）： （石油醚）：２： ５，各个取代锌卟啉Ｒｆ分别为０．５、０．３６、０．１４、０，Ｒｆ 明显增大，而无拖尾现象，有利于柱色谱分离，明显 提高目标卟啉的收率，达到１２％。 ３．３光谱分析 （ｍ，６Ｈ，ｐｙｒｒｏｌｅｌｆ－Ｈ），８．７９－８．８０（ｍ，２Ｈ，ｐｙｒｒｏｌｅ 一Ｈ），８．２０（ｄ，Ｊ＝８ Ｈｚ，６Ｈ，ｐｈ—Ｈ），８．０９（ｄ， 从４和５的。Ｈ ＮＭＲ谱图可见。５的’Ｈ ＮＭＲ谱 Ｊ＝８ Ｈｚ，２Ｈ，ｐｈ－Ｈ），７．８９（ｄ，Ｊ＝８ Ｈｚ，８Ｈ，ｐｈ— 图中，中位取代苯基上的氢的化学位移 分别为 Ｈ），０．５２（Ｓ，２７Ｈ，Ｍｅ），一２．７９（Ｓ，２Ｈ，Ｎ—Ｈ）； ＥＳＩ—ＭＳ：８４６（１００％）；ＵＶ—Ｖｉｓ（ＣＨＣｌ３）：Ａ一： ４２０，４７４，５１１，５４８，５８６。 ３结果与讨论 ３．１ 卟啉的合成 目前卟啉合成一般采用Ａｄｌｅｒ法和Ｌｉｎｄｓｅｙ法， Ａｄｌｅｒ法即将醛和吡咯在丙酸中回流一定时间。冷却。 过滤可得到卟啉晶体。但如果含有对酸敏感的取代基 的醛，则不能得到相应的卟啉。Ｌｉｎｄｓｅｙ法是在氮气 保护下，将醛和吡咯在二氯甲烷中，以三氟化硼乙醚 或三氟乙酸（ＴＦＡ）为催化剂。室温下缩合成卟啉 原，然后在二氯二氰基苯酯（ＤＤＱ）或四氯苯醌 （ＴＣＱ）作用下，将卟啉原脱氢得到卟啉，该法适用 于带有敏感基团及空间位阻较大的卟啉化合物的合 成。４一三甲硅基苯甲醛对酸比较敏感．而三甲硅基又 是强供电子基。适合用Ｌｉｎｄｓｅｙ方法按物质的量比『ｎ （４一羟基苯甲醛）：ｎ（４一三甲基硅基苯甲醛）：ｒｔ（吡咯）＝ １：３：４１合成目标卟啉。 ３．２卟啉的分离 由混合醛和吡咯制备卟啉时。往往得到的是各个 取代的卟啉混合物。当ｒｔ（４一羟基苯甲醛）：ｒｔ（４一三甲 硅基苯甲醛）：ｒｔ（吡咯）＝１：３：４时。发现有 ５，１０，１５，２０一四（４ 一三甲硅基苯基）卟啉、５一（４ 一羟基 苯基）一１０，１５，２０一三（４ 一三甲硅基苯基）卟啉及少量的 ５。１５一二（４，－三甲硅基苯基）一１０，２０一二（４ 一羟基苯基） 卟啉、５，１０一二（４ 一三甲硅基苯基）一１５，２０一二（４ 一羟基 苯基）卟啉、５一（４ 一三甲硅基苯基）一１０，１５。２０一三（４ 一 羟基苯基）卟啉。选用不同展开剂进行薄层色谱分析， 发现Ｒ 值相差很小，例如用ｎ（三氯甲烷）：ｎ（石油 醚）＝５：２展开时，上述卟啉的Ｒ 分别为１、０．４５、 ０－３３、０．２３、０．０８，由于各个卟啉的Ｒｆ相差很小。柱 色谱分离时。容易产生重叠、拖尾。很难分离得到纯 的目标卟啉。从而使得目标卟啉的收率降低．约为 １％。经过反复研究。笔者发现在反应后的卟啉混合 液中。加人过量的醋酸锌。使各个取代卟啉都成锌卟 ８．２０，８．０９，７．８９（１６Ｈ）；卟啉环吡咯氢为 Ｈ分别为 ８．８７～８．８９，８．７９～８．８（８Ｈ）；三甲硅基氢的化学位移 为０．５２（２７Ｈ），卟啉环中Ｎ—Ｈ处于卟啉环的屏蔽区， 其化学位移出现在高场一２．８处．与５相比，４的 ’Ｈ ＮＭＲ谱图没有较大的变化，仅仅是一２．８的左右 的质子峰消失。证明锌离子插人到卟啉环中形成了 配合物。 从４和５的紫外谱图可见，５的ＵＶ—ｖｉｓ谱有一 个强烈的Ｓｏｒｅｔ带和４个Ｑ带出现。这是卟啉特征的 紫外光谱性质。而相应的４。Ｓｏｒｅｔ带与相应的游离卟 啉相比发生红移２４ ｎｍ。Ｑ带也有４个变为２个．这 是锌卟啉母体大环上的４个Ｎ原子均与中心锌离子 配位所致，进一步说明配合物确已生成。 参考文献： ｉ １ ｊ Ｗａｓ ｉｌｅｗｉｓｋｉ Ｍ Ｒ．Ｐｈｏｔｏｉｎｄｕｃｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｉｎ Ｓｕｐｅｒｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆ０ｒ Ａｎｉ６ｃｉａｌｐｈ０ｔ０ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ． Ｒｅｖ，１９９２，９２：４３５－４６１． ［２］Ｙｅｌｌａｐｐａ Ｓ，Ｓｅｅｔｈａｒａｍａｐｐａ Ｊ，Ｒｏｇｅｒｓ Ｌ Ｍ，ｅｔ ａ１．Ｂｉｎｄｉｎｇ， Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ，ａｎｄ Ｃｌｅａｖａｇｅ ｏｆ ＤＮＡ ｂｙ Ｃｏｂａｌｔ（１Ｉ） Ｔｅｔｒａｋｉｓ—Ｎ－ｍｅｔｈｙｌｐｙｒｉｄｙｌ Ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ ａｎｄ Ｉｔｓ ８一Ｐｙｒｒｏｌｅ Ｂｒｏｍｉｎａｔｅｄ Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ［Ｊ］．Ｂｉｃｏｏｎｊｕｇａｔｅ Ｃｈｅｍ．，２００６，１７（６）： ｌ ４ｌ８一ｌ ４２５． ［３］Ｙｆｆａｃｈ Ｇ Ｓ，Ｒｉｇａｕｄ Ｊ Ｌ，Ｄｕｒａｎｔｉｎｉ Ｅ Ｎ．Ｌｉ ｓｈｔ－ｄｒｉｖｅｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ＡＴＰ Ｃａｔａｌｙｚｅｄ ｂｙ ＦＯＦＩ—ＡＴＰ Ｓｙｎｔｈａｓｅ ｉｎ ａｎ Ａｒｔｉｉｆｃｉｌａ Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｎｂｒａｎｅ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，１９９８，３９２： ４７２－４８２． ［４］ Ｇｕｓｔ Ｄ，Ｍｏｏｒｅ Ｔ Ａ，Ｍｏｏｒｅ Ａ Ｌ．Ｍｉｍｉｃｋｉｎｇ Ｂａｃｔｅｒｉｌａ Ｐｈ０ｔ０ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ［Ｊ］．Ｐｕｒｅ＆Ａｐｐｋ Ｃｈｅｍ．，１９９８，７０：２ ｌ８９Ｌ－２ ２００． ［５］Ｇｕｏ Ｃ Ｃ，Ｈｕａｎｇ Ｇ，Ｇｕｏ Ｄ Ｃ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓ Ｐｏｌｙｓａｃｅｈａｒｉｄｅ－ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ Ｉｏｒｎｐｏｒｐｈｙｒｉｎｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｃａｔｌａｙｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ａｅｒｏｂｉｃ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ［Ｊ］．Ｋｉｎｅｔｉｃｓ ａｎｄ Ｃａｔａｌｙｓｉｓ， ２Ｏｏ６，４７（１）：９３—９７． ［６］Ｌｉｎｄｓｅｙ Ｊ Ｓ，Ｉｒｗｉｎ Ｃ．Ｓｃｈｒｅｉｍａｎ，Ｈｅｎｒｙ Ｃ，ｅｔ ａ１．Ｍａｒｇｕｅｒｅｔｔａｚ． Ｒｏｔｈｅｍｕｎｄ ａｎｄ Ａｄｌｅｒ—ｌｏｎｇｏ Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ Ｒｅｖｉｓｉｔｄｅ：Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｔｅｔｒａｐｈｙｌｐｏｒｐｈｙｒｉｎｓ ｕｎｄｅｒ Ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊ．Ｏｒｓ． ｃｈｅｍ，１９８７，５２（５）：８２７—８３６． ［７］ Ｙｅ Ｂ Ｈ，Ｎａｒｕｔａ Ｙ．Ａ Ｎｏｖｅｌ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｒｅｇｉｏｓｐｅｃｉｉｆａｅｌｌｙ Ｓｕｌｏｆｎａｔｅｄ Ｐｏｒｐｈｙｒｉｎ Ｍｏｎｏｍｅｒｓ ａｎｄ Ｄｉｍｅｒｓ［Ｊ］． Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ，２ｏ０３，５９（２０）：３ ５９３—３ ６０１．
