（无机化学专业论文）2取代卟啉及其过渡金属配合物的合成、结构及生物活性研究.pdf

摘要 2 一取代卟啉及其过渡金属配合物以其多样的结构和广泛的用途愈来愈受到人们 的重视。2 一取代卟啉及其过渡金属配合物在催化、生物活性及功能材料等领域都有 广泛的应用前景。本论文开展了2 一取代卟啉及其过渡金属配合物的合成方法和生物 活性研究的课题，并将2 一取代卟啉和席夫碱这两类具有特殊生物活性的物质结合起 来合成了2 一席夫碱卟啉及其过渡金属配合物。共分五章，主要内容如下： 第1 章系统综述了近几年2 一取代卟啉的合成进展、2 一取代卟啉的特殊性质，及 卟啉用作光敏剂在光动力治疗( p d t ) 癌症方面的发展情况。 第2 章合成了2 一硝基卟啉( 1 ) 及其金属铜( 2 ) 和镍( 3 ) 的配合物，对它们 进行了元素分析、红外光谱、紫外光谱、质谱、1 h 核磁共振谱等表征。尝试了2 一硝 基卟啉金属配合物的两种合成方法，最终采用“一锅煮的方法合成2 一硝基卟啉金 属配合物，并采用浓硫酸脱金属的方法制备2 一硝基卟啉。 第3 章分别用两种方法合成了2 一氨基卟啉( 4 ) 及其c o 、n i 、c u 、z n 的过渡金 属配合物( 5 ) ，( 6 ) ，( 7 ) ，( 8 ) ，对两种方法经行了比较，并以元素分析、红 外光谱、紫外光谱、质谱、1 h 核磁共振谱对2 一氨基卟啉及其金属配合物进行了表征。 第4 章研究了2 一氨基卟啉钴配合物( 5 ) ，2 一氨基卟啉( 4 ) 的抗菌活性及2 一氨基 卟啉( 4 ) ，2 一硝基卟啉铜配合物( 1 ) 的抗肿瘤活性。发现2 一氨基卟啉不具有抗菌活性， 2 一硝基卟啉钴配合物的抗菌活性很强；2 一氨基卟啉的抗肿瘤活性强于2 一硝基卟啉铜 配合物。此外，对于2 一氨基卟啉( 4 ) ，2 一硝基卟啉铜配合物( 1 ) 的抗肿瘤机理进行了 简单推测。 第5 章通过2 一氨基一四苯基卟啉与4 一( ( 3 一苯氧基) 一丙氧基) 苯甲醛反应合成 了2 一席夫碱卟啉( 1 0 ) ，进一步与过渡金属铜盐反应合成其铜配合物( 1 1 ) 。测试了 2 一席夫碱卟啉( 1 0 ) 的抗肿瘤活性。发现2 一席夫碱卟啉的抗肿瘤活性强于2 一氨基卟 啉的抗肿瘤活性，更强于2 一硝基金属卟啉配合物的抗肿瘤活性。简单分析了2 一席夫 碱卟啉( 1 0 ) 的抗肿瘤机理。 关键词：2 一取代卟啉；过渡金属；配合物；抗菌活性；抗肿瘤活性 w a sa l s og i v e n c h a p t e r5 协2 - s c h i f fb a s e s u b s t i t u t e dp o r p h y r i n ( 1 0 ) w a ss y n t h e s i z e db yt h er e a c t i o n o f2 - a m i n o s u b s t i t u t e dp o r p h y r i n ( 4 ) a n d4 一( ( 3 一p h e n y l o x y p h e n y l ) 一p r o p y l o x y p h e n y l ) p h e n y lf o r m a l d e h y d ea n di t sc o p p e rc o m p l e x ( 1 1 ) w a so b t a i n e db ya d d i n gc o p p e rs a l ti n t h es o l u t i o no f ( 1 0 ) t h ea n t i - t u m o u ra c t i v i t yo f2 - s c h i f fb a s e - s u b s t i t u t e dp o r p h y f i n ( 1 0 ) w a ss t u d i e d ，a n dt h er e s u l ts h o w e dt h a tt h ea n t i t u r n o u ta c t i v i t yo f2 - s c h i f f b a s e s u b s t i t u t e dp o r p h y r i n ( 1 0 ) w a ss t r o n g e rt h a nt h a to f2 - a m i n o - s u b s t i t u t e dp o r p h y r i n ( 4 ) ，a n dw a ss t r o n g e rt h a nt h a to f2 - n i t r o - s u b s t i t u t e dp o r p h y r i nc o p p e rc o m p l e x ( 1 ) t o o t h er e a s o no fa n t i - t u m o u ra c t i v i t yo f2 一s c h i f fb a s e s u b s t i t u t e dp o r p h y r i n ( 1 0 ) w a sg i v e n k e yw o r d s ：2 - s u b s t i t u t e dp o r p h y r i n ；t r a n s i t i o nm e t a l ；c o m p l e x ；a n t i b a c t e r i a la c t i v i t y ； a n t i t u m o u ra c t i v i t y i 西北大学学位论文知识产权声明书 本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。 本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研 究所等机构将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库或其它 相关数据库。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文作者签名：l 盈牡指导教师签名：查殳 诗年月5 日硼年歹月j 一日 西北大学学位论文独创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而 使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：尊守良年 耐年月se l 西北大学硕士毕业论文2 0 0 8 无机化学专业苏振萍 第1 章2 一取代卟啉合成方法及应用的研究现状 1 1 引言 卟吩( p o r p h i n e ) 是由四个吡咯环通过次甲基相连形成的环状共扼大分子，如图 1 1 a 所示卟吩环是由4 个吡咯环组成，闭合环内是含有1 8 个p 电子的共轭体系，因而 具有芳香性。吡咯环上的2 ，3 ，7 ，8 ，1 2 ，1 3 ，1 7 ，1 8 位通常称为b 位：5 ，1 0 ，1 5 ，2 0 位通常称为中 位( m e s o ) ，当大共轭环上的氢原子部分或全部被其他基团取代，所得的一类衍生物 就称为卟啉( p o r p h y r i n ) ，其中心的四个氮原子还可与金属离子结合生成金属卟啉。 卟啉在自然界和生命体中广泛存在，如叶绿素、血红蛋白、细胞色素p 。等b 一取代卟 啉化合物都是生命体新陈代谢过程中至关重要的组成部分，卟啉对生命过程中( 如呼 吸、光合作用等) 的电子转移和传递起着十分重要的作用，被誉为生命色素。天然卟 啉化合物具有如此特殊的生理活性正是因为卟啉独特的结构和性能，所以人工合成 卟啉来模拟天然卟啉的各种性能一直是人们感兴趣和研究的重要课题。利用卟啉进 行功能分子的设探讨卟啉化合物在生命体中的作用机理，并寻求该类化合物的实际 应用，大大推动了有机合成、仿生化学、生物有机、材料化学、药物化学诸方面学 科的发展。例如1 1 b 所示的5 ，1 0 ，1 5 ，2 0 - 四苯基卟啉( t p p ) ，也称中位四苯基卟啉。 不同位置连上不同取代基团，加上环内的氮原子与不同金属络合生成不同的金属卟 啉，构成了卟啉化合物体系。不同结构的取代卟啉，呈现完全不同的性质。针对卟 啉的不同应用，合成不同结构的卟啉，是对有机合成的挑战。 1 1a1 1b 图1 1 卟吩及5 ，1 0 ，1 5 ，2 0 - 四苯基卟啉 西北大学硕士毕业论文2 0 0 8 无机化学专业苏振萍 1 22 一取代卟啉合成方法的研究 人们对中位取代卟啉的合成做了大量的工作，但2 一取代卟啉的合成方法并不很 多，而由于其结构更接近天然卟啉，性质特殊，应用前景更广阔，生物体系内的卟 啉衍生物无一外地为2 一取代卟啉，如血红素( 含铁离子) ，叶绿素( 含镁离子) ，维生 素b 。：( 含钴离子) 等，这些b 一取代卟啉化合物的非平面扭曲直接影响其各种功能。如 血红蛋白的非平面构象在其生物功能中扮演着重要角色，通过运用常规配位结构分 解程序( n s d ) 定性及定量血红素的结构扭曲，可以看到不同程度的非平面化有不同 的功能，相同程度的非平面化对应相同的功能。光谱数据和n s d 分析联用也证实，2 一 取代卟啉的非平面构象，在其生物功能和活性中扮演重要角色口1 。因此合成不同结 构的取代卟啉，研究其非平面构象与其性质的关系成为当前卟啉研究的重要课题。 把立体障碍的大基团引入到卟啉大环的边缘位置可以导致卟啉非平面化，即使是中 位四取代卟啉，如果取代基足够大，也可能具有大的平面扭曲1 。近十年来，很多 2 一取代卟啉得以合成。研究表明，随着b 位取代基的不同，卟啉平面扭曲的程度也 不同，金属卟啉的两个最高占有轨道龇和装的能量发生变化制，这种变化将使 2 一取代卟啉产生特殊的性质与功能。非平面性是生物体系内卟啉的保留特征，它是 保持生物活性的必要条件，也是新型卟啉具有新的特殊理化性质的基础，2 一取代是 导致卟啉非平面化的重要方法，生物体系内的卟啉毫不例外地充分利用了这种 方法。为了使合成的卟啉能够一定程度上模拟生物活性，同时利用非平面性导致的 特殊性质与功能，合成具有非平面性的2 取代卟啉显得非常必要。 2 一取代卟啉的合成大致有以下几种方法： 1 2 1 先合成卟啉母体，再利用取代反应，在卟啉环上引入2 一取代基 ( 1 ) 2 位甲酰化反应 o l g as f e d o r o v a 等嘲利用v i l s m e i e r 甲酰化反应，在镍、铜、钴卟啉b 位引入甲 酰基，产率达6 5 。如图1 2 所示 2 西北大学硕士毕业论文2 0 0 8 无机化学专业苏振萍 p h ! ! ! 仝璺鱼：里竺三 i i ) n a o a c ( a q ) 图1 2b 位甲酰化 ( 2 ) 2 位卤化 d o l p h i n 等盯1 用n 一氯代丁二酰亚胺( n c s ) 处理金属四苯基卟啉，得到2 一位全部氯 化的卟啉( 如图1 3 ) 。v a nl i e r 等嘲用三倍摩尔数p h s e b r 处理四苯基卟啉镍，8 0 9 0 的卟啉被溴化，并且其中9 0 - 9 5 的为单溴化产物。用p h s e c l 处理四苯基卟啉镍得到 2 位二氯，三氯，多氯产物。 p 亍一 图1 3 卟啉2 位的氯化 周翔等阳报道了立体障碍大的四( 2 ，4 ，6 一三甲苯基) 卟啉锌的2 位全溴化。用溴的 氯仿和四氯化碳混和溶液可以溴化四苯基卟啉所有2 位嘲。中位四( 三氟甲基) 卟啉 的2 位全溴化化合物的晶体结构也有报道n 0 1 。中位及2 位都带取代基的卟啉的单溴 化也有报道( 如图1 4 ) 。 西北大学硕士毕业论文 2 0 0 8 无机化学专业苏振萍 n b s c h 图1 4 卟啉2 位的单溴化 ( 3 ) 2 一位硝化 如图1 5 ，m a x w e l lj c r o s s l e y 采用n 。0 。和金属卟啉反应，得到2 位单及多硝基取 代卟啉n 2 1 。经柱层析分离得2 一硝基卟啉。 n 魏麓兜 _ _ - - - 。- _ - - - _ - - _ - 一 光水c h 2 图1 5 硝基卟啉的n 2 0 4 合成法 s h i n eh j a 等以i ：作催化剂，斥 a g n 0 2 来硝化四苯基卟啉锌阻射，得到了近5 0 产率的2 一n 0 2 z n t p p 。h o n e y b o u m e c l 以乙酸酐为催化剂、利用硝酸铜硝化四苯基 卟啉n 劓，在室温下反应4 8 小时经柱层析分离得到约7 0 产率的2 n 0 2 c u t p p 。 ( 4 ) 2 位双键氧化 通过2 一双键氧化生成，1 ，2 一二醇，如ao s u k a 等用5 1 5 一二芳基八乙基卟啉为底 物进行氧化，生成二羟基卟吩n 5 1 ( 如图1 6 ) 。 4 西北大学硕士毕业论文2 0 0 8 无机化学专业苏振萍 一器一 p 撕p 神 图1 6 八乙基卟啉的2 二醇化 c b r i i c k n e r 等用四苯基卟啉为底物进行氧化，得到如图1 7 所示的2 ，3 一顺式一二 羟基中位四苯基二氢卟吩n 6 1 。 图1 7 四苯基卟啉的2 二醇化 1 2 2 利用带取代基的吡咯或联吡咯前体合成2 一取代卟啉 ( 1 ) 利用带取代基的吡咯前体合成 先用k n o r r 合成法n 7 3 合成2 一或5 一位带有取代基的吡咯环，然后四分子吡咯在 酸性条件下成环缩合。这一方法属于合成卟啉的经典方法，通常用于合成2 位带相 同取代基的卟啉，如o g o s h i h 等用该方法合成2 位带四个三氟甲基的卟啉( 图 1 8 ) 。但这一方法缺点在于前体吡咯环通常需要好几步合成，合成路线长，产率低。 c u ( o a c ) 2 - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - a c o h r e f l u x 图1 8吡咯环缩合 5 西北大学硕士毕业论文2 0 0 8 无机化学专业苏振萍 ( 2 ) 利用带取代基的二吡咯前体合成 该方法可以合成各种2 一位取代基不完全相同的卟啉，o g o s h i h 等n 钔用该方法制 备了5 ，1 5 - - - 苯基- 1 0 - 对氯苯基一2 ，3 ，1 7 ，1 8 - 四乙基卟啉，产率9 。h o n e y b o u m e c l 等瞳们将该方法用于合成模拟亚铁螯合酶，其合成的- - t t 咯甲烷2 一位含不同取代基， 卟啉最终产率为1 0 。如图1 9 所示。而e r i cr o s e 等用3 ，37 一二乙基一4 ，47 一二甲基 一2 ，27 一二吡咯甲烷合成b 一取代卟啉晗，其中5 ，1 5 - - - ( 邻硝基苯基) 卟啉的产率达 4 5 。r o s sw b o y l e 等1 也用该方法合成了各种2 一取代二苯基卟啉。 这一方法与前一种方法没有本质区别，也存在二吡咯甲烷前体合成路线长最终 产率低的缺点，此外其局限性还体现在合成的二吡咯甲烷经溶剂酸催化裂解又容易 自缩合为混合物，给后续反应及分离提纯带来很多困难。 图1 9 二吡咯甲烷缩合 ( 3 ) 利用三吡咯甲烷前体合成 三毗咯烷( 三个吡咯氮的2 位碳通过两个饱和碳相连而成) 与含两个甲酰基的吡 咯缩合合成卟啉。l 匕女i l m i k i os u z u k i 掣2 3 3 用该方法合成了同一吡咯环两个2 位带有丙 烯酸乙酯取代基的卟啉( 图1 1 0 ) ，最后一步产率3 3 。 6 西北大学硕士毕业论文2 0 0 8 无机化学专业苏振萍 图1 1 03 + 1 卟啉合成法合成不对称卟啉 ( 4 ) 利用线性四吡咯缩合 用线性四吡咯或胆色烷环化合成2 一取代卟啉。当需要合成2 位含有不同取代基 的不对称卟啉时，可以采用该路线。c l e z y 用卜位带铵基，1 9 - 位带甲基的b 一胆色烷， 通过成环合成如图1 1 1 所示的2 位多取代卟啉雒4 1 ，1 3 c 标记证明末端甲基碳参加了最 终环化。 图1 1 1 从b 一胆色烷合成不对称卟啉 1 2 3 利用2 一取代基功能团转化合成2 一取代卟啉 此类方法为前两类方法的补充，即必须先用前两类方法合成2 一取代卟啉，然后 再利用基本有机合成官能团转化反应制备其它2 一取代卟啉。实际上不能称为2 一取代 卟啉的合成，而应该归为2 一取代卟啉的转化。 ( 1 ) 2 位卤素的转化 7 西北大学硕士毕业论文2 0 0 8 无机化学专业苏振萍 1 ) v a nl i e r 等利用2 溴代卟啉与取代端炔在钯催化拉5 3 下反应，生成了各种炔键相连 的2 烷基取代卟啉。如图1 1 2 所示。 图1 1 22 位烷基卟啉的合成 2 ) m j t h e r i e n 等以2 b r z n t p p 为原料，应用钯催化交错偶合反应，生成了各种 ，* 2 位芳基或脂肪烃基取代卟啉。该反应是由2 b r t p p z n 首先结合一分子钯催化剂，形 成2 一位b r 代钯络合中间体，中间体再与有机锌氯化物或三丁基锡化合物结合，脱去 钯催化剂而得到2 位取代卟啉。 3 ) 周翔等瞳刀利用p d ( p p h 3 ) 4 作催化剂，以5 一单溴代t p p ，2 四溴代t p p ，2 一八溴代 t p p 、与芳基硼酸衍生物反应，分别生成高度立体障碍的2 一单芳基、四芳基、八芳 基取代四苯基卟啉，如图1 1 3 所示。 lr - b r r - i v 2r - s t 5r ， 图1 1 3 立体障碍的2 位卟啉的合成 ( 2 ) 2 一甲酰化卟啉的转化 如图1 1 4 ，以2 一甲酰基卟啉为原料进行反应，制备成卟啉膦盐，再与芳香醛经 w i t i i l g 反应，进一步合成各种新型卟啉，如d lo f f i c e r 等嘲报道用w i t i n g 反应，合 8 西北大学硕士毕业论文2 0 0 8 无机化学专业苏振萍 成2 位被二茂铁取代的卟啉和二聚卟啉。 p h p h p h 图1 1 42 位卟啉膦盐 ( 3 ) 2 - n 0 2 卟啉的转化 通过2 n o ：卟啉进行亲核取代反应，使硝基转换成其它取代基团，女h m a x w e l lj c r o s s l e y 等用2 n 0 2 m t p p 与格氏试剂或有机锂试剂反应晗9 1 ，将烷基引入2 位( 如图 1 1 5 ) 。反应经_ g d g n a r d 试剂或有机锂试剂亲核进攻硝基邻位碳原子，进行l ，4 一共轭 加成，再迅速消除一分子亚硝酸得到饱和烷基卟啉。 只m 积 - 。_ _ 。- 。- _ 静 o r r i i 图1 1 5由2 一硝基卟啉合成2 烷基取代卟啉 m a x w e l lj c r o s s l e y 等利用2 n 0 2 四苯基卟啉和e 一苯甲醛肟在干燥的二甲基亚砜 啪1 中反应得n y 2 o h 四苯基卟啉，如图1 1 6 所示。陈彰评等跚1 以此为原料，合成了 一系列的2 一取代两亲性卟啉，制成l b 膜，发现其具有良好的成膜性能，并具有与其 它材料不同的非线型光学效应和导电性能。 9 西北大学硕士毕业论文2 0 0 8 无机化学专业苏振萍 粉l “x m e 2 s 0 4 p 图1 1 6由2 一硝基卟啉合成2 一羟基取代卟啉 m a x w e l lj c r o s s l e y 等用苯酚钠作亲核试剂，2 一硝基卟啉为底物，在苯酚中反应， 得到2 羟基苯基卟啉m 1 。如图1 1 7 所示，以苯酚锂为亲核试剂，则生成2 一苯氧基取 代卟啉。陈彰评羽等研究了溶剂对2 一硝基卟啉与苯酚钠反应的影响，发现反应速度， 产物分布与溶剂有很大关系，非质子性溶剂主要生成2 一苯氧基卟啉，在质子性溶剂 中反应主要生成碳一碳键的2 一( 2 一羟基苯基) 卟啉。同时还研究了2 一萘酚钠作亲核试剂 的反应，合成了2 一( 2 一羟基萘基) 卟啉。 4 0 - e p 辆 静3 0 图1 1 7 由2 一硝基卟啉合成2 酚羟基取代卟啉 h o m b r e c h e r ，h k 啪3 等以2 n 0 2 c u t p p 黼 # ，首先将其还原为氨基卟啉，重氮 化后再与醇钠反应合成了各种2 位取代烷氧基卟啉( 如图1 1 8 ) 1 0 西北大学硕士毕业论文 2 0 0 8 无机化学专业苏振萍 p p 瓠 图1 1 8 由2 一硝基卟啉合成2 一烷氧基取代卟啉 由2 一硝基卟啉还原得到的2 一氨基四苯基卟啉，在空气中进一步氧化，生成2 - - 羰基卟啉m 1 ( 如图1 1 9 ) n h 2 驰v 1 0 2 p h - u ) h 2 0 图1 1 9 由2 一氨基卟啉氧化生成2 一羰基取代卟啉 b a r t o n z a r d 缩合指的是硝基烯在无亲核性的有机碱d b u 存在下，以t h f i p r o h 为混合溶剂，与a 一异腈乙酸酯反应生成吡咯的过程啪1 。2 - n 0 2 t p p 具有许多与硝基 烯相似的反应活性7 1 。k m s m i t h 啪3 等用2 n 0 2 m t p p 在b z 条件下( t h f r o h d b u ) 与活性亚甲基化合物( 如丙二酸酯，腈基丙二酸酯，a 一异腈乙酸酯) 反应，得到了各 种2 一二氢卟吩，( 如图1 2 0 ) 该物质因有较强的长波吸收而成为一种有效的p d t 光敏 剂1 。 盥 露 西北大学硕士毕业论文2 0 0 8 无机化学专业苏振萍 p h m = n i i z n r i = r 2 = c o o o r r i = n c ， r 2 = c o o p t p h 图1 2 0 由2 一硝基卟啉合成2 一二氢取代卟啉 综上所述，2 一取代卟啉的合成虽然引起广泛关注，也发展了不少合成方法，但 因合成步骤多，分离提纯比较困难，产率低，还没有一种广泛有用的合成方法，进 一步研究、发展新的合成方法势在必行。 1 3 癌症光动力治疗( p d t ) 介绍 癌症的光动力治疗( p d t ) 是很多国家正在研究发展的一种非侵入性临床治疗方 法，相对现有癌症治疗方法，具有治疗效果明显，副作用小，创伤康复快等优点， 故发展前景非常广阔h 。这种方法的基本思想是：( a ) 找到一种合适的光敏剂，能对 肿瘤组织产生选择性的光损伤；( b ) 注射光敏剂，等待适当的平衡时间( 长短依赖于光 敏剂和肿瘤的种类) ，让光敏剂在常规组织和肿瘤组织之间进行选择。如果光敏剂是 卟啉，紫外光下肿瘤会发荧光( 用于诊断模式) ：( c ) 用可见光照射肿瘤，通过光敏剂 产生的单线态氧会优先破坏肿瘤( 用于治疗模式) 。尽管人们对p d t 所用的光敏剂做 了大量的工作，但用得最多的还是卟啉类化合物，下面是有关卟啉类化合物用于p d t 光敏剂的简单回顾： 1 3 1 血卟啉衍生物 血卟啉是血液中的重要成分，它是最早使用的p d t 光敏剂，在光动力治疗领域 中占有重要地位。1 9 6 1 年l i p s o n 等把血卟啉衍生物( h p d ) 作为一种诊断工具，注射 西北大学硕士毕业论文2 0 0 8 无机化学专业苏振萍 到癌症患者身上，由- t h p d 荧光的长波辐射，紫外光下能清晰的看到肿瘤组织，1 1 年后，血卟啉对治疗肿瘤有了明确的叙述“2 1 ，不久便有几篇关- 于h p d 在p d t 中功效 的报道。血卟啉是一系列卟啉衍生物的混合物。为了改善其在中性溶液中的溶解性， 室温下用5 硫酸的乙酸溶液处理血卟啉或其盐酸盐3 0 分钟，得到一种紫色固体混合 物( h p ds t a g ei ) ( 1 ) ，其主要成分之一为血卟啉二乙酸酯( 2 ) 为了进一步改善 h p d 的水溶性，该混合物用碱液处理、得到中性的混合物( h p ds t a g e2 ) 。这一过程 导致( 2 ) 的水解和消去，得到血卟啉( 1 ) 3 一羟基乙基- 8 - 乙烯基卟啉( 3 ) 和原卟啉( 4 ) 。 这些单体的体外测试表明，它们的光灭活性并不很高， b o n n e t t 认为h p d 的光灭活 性主要是由包含醚、酯、或碳一碳键连的卟啉二聚体或多聚体所产生1 。临床上用 的高纯光敏剂( p h o t o f r i n ，p h o t o s a n ，p h o t o g e m ，p h o t o c a r c i n o r i n ) 是h p ds t a g e2 经过高 效液相色谱或凝胶色谱提纯而得到的。 俄罗斯研究人员h 习运用凝胶渗透色谱法证明h p d 中的单体、二聚体、多聚体的 成分比为2 2 ：3 3 ：5 5 ，而p h o f o f r i n 为1 4 ：1 9 ：6 7 尽管h p d 和其纯化物作为第一代光 敏剂，己广泛用于临床，但还存在许多问题，如它们的选择性不强，不容易代谢排 出体外，从而引起数月的皮肤过敏：在长波区( b a n d1 ，约6 3 0 n m ) 的吸光度弱，对 提供的光源不能很好吸收：它是多种物质的混合物，不能分离得到单一的高活性成 分，或者活性成分不止一种，因而变化因素较多，不利于针对性研究。如血卟啉的 醚就有位置异构与立体异构的各种异构体。 1 3 2 人工合成的卟啉光敏剂 为了寻找合适的光敏剂，天然卟啉己不能满足研究的需要，人们进行了大量的 设计和人工合成光敏剂的工作。中位四苯基卟啉是最易得的合成卟啉化合物，通过 四苯基卟啉的直接磺化( 一般为不同程度磺化的混合物) ，得到中位苯磺酸基取代卟 啉，该混合物具有好的水溶性，但其对肿瘤光杀伤效果没有h p d 好啪1 。此外也得到 了中位酚羟基卟啉啪1 ，中位吡啶基卟啉，中位甲氧基苯基卟啉等光敏剂，但迄今为 止，2 位带取代基的四苯基卟啉研究得还很少。 1 3 西北大学硕士毕业论文2 0 0 8 无机化学专业苏振萍 1 4 本论文选题目的及意义 由于卟吩环的特殊结构，为化学家合成结构不同的卟啉光敏剂提供了广阔的舞 台，现有的卟啉光敏剂中，有阳离子型的，也有阴离子型的，有亲水性的，也有亲 脂性的。尽管人们在合成新的卟啉类光敏剂上做了大量的工作，但都以中位取代的 卟啉类化合物为主，2 ，位取代的卟啉类化合物因合成难度很大，数量相对要少的多。 究竟中位取代的卟啉和2 位取代的卟啉什么样的结构最好，众说纷纭，难以统一。 就目前情况来说，效果最好的是m t h p c i m e s o 一四( 间一羟基苯基) 二氢卟吩 。由于 2 一取代卟啉化合物的非平面扭曲直接影响其各种功能，其结构更接近天然卟啉，性 质特殊，应用前景更广阔，因此继续开展2 一取代卟啉光敏剂的筛选合成不仅具有重 要的理论意义，同时也是与千百万人民的生命相关的大事。 参考文献 1 s m i t hj m e d t h ep o r p h y r i n sh a n db o o k e l s e v i e rp r e s s ，2 0 0 2 ，v o l s 1 2 2 黄齐茂，陈彰评，徐汉生，吴萱阶，赵勇刚，张小伟 区域选择性合成2 一硝基一5 ，1 0 ， 1 5 ，2 0 一四芳基金属卟啉有机化学2 0 0 1 ，2 1 ，( 1 0 ) ，7 4 6 7 5 0 3 s o n gx - z ，j e n t z e n w , j i as - l ，j a q u i n o d l ，n u r c od j ，m e d f o r t hc j ，s m i t hk m ， s h e l n u t tj a r e p r e s e n t a t i o n o fn o n p l a n a rs t r u c t u r e so f n i c k e l ( i i ) 5 1 5 - d i s u b s t i t u t e dp o r p h y r i n si nt e r m so fd i s p l a c e m e n t sa l o n gt h el o w e s t - f r e q u e n c y n o r m a lc o o r d i n a t e so ft h em a c r o c y c l e j a m c h e m s o c ，1 9 9 6 ，1 1 8 ，1 2 9 7 5 - 1 2 9 8 8 4 r o b e r ta b i n s t e a d ，m a x w e l lj c r o s s l e y ，n o e ls h u s hm o d u l a t i o no fv a l e n c e o r b i t a ll e v e l so fm e t a l l o p o r p h y r i n sb yb - s u b s t i t u t i o n ：e v i d e n c ef r o ms p e c t r o s c o p i c a n de l e c t r o c h e m i c a ls t u d i e so f2 - s u b s t i t u t e d m e t a l l o 一5 ，1 0 ，1 5 ，2 0 一t e t r a p h e n y l p o r p h y r i n s i n o r gc h e m ，19 9 1 ，3 0 ，1 2 5 9 - 1 2 6 4 5 l ih d ，f e d o r o v ao s ，g r a c h e va n ，t r u m b l ew ：r ，b o h a c hga ，l c b i o c h i m as e d e so fm e s o t r i s 一m e t h y l p y r i d i n i u m y l ) 一( 4 一a l k y l a m i d o p h e n y l ) p o r p h y r i n s ： s y n t h e s i s ， i n t e r a c t i o nw i t hd n aa n da n t i b a c t e r i a l a c t i v i t y b i o p h y a c t a 1 9 9 7 ，1 3 5 4 ，2 5 2 2 6 0 6 a l ih ，v a nl i e rj e p h e n y l s e l e n y lh a l i d e s ：e f f i c i e n tr e a g e n t sf o rt h es e l e c t i v e h a l o g e n a t i o na n dn i t r a t i o no fp o r p h y r i n s t e t r a h e d r o nl e t t 1 9 9 1 ，3 2 ，( 3 8 ) ，5 0 1 5 - 5 0 1 8 1 4 西北大学硕士毕业论文2 0 0 8 无机化学专业苏振萍 7 w i j e s e k e r at ，d u p r ed ，c a d e rm s r ，d o l p h i nd p o r p h y r i n sb e a r i n gh a l o g e n sa t t h em e s o - p h e n y la n d8 - p y r r o l i cp o s i t i o n s ：s y n t h e s i sa n ds p e c t r a lp r o p e r t i e s b u l l e t i n d el as o c i r t 6c h i m i q u ed ef r a n c e 1 9 9 6 ，1 3 3 ，7 6 5 - 7 7 5 8 z h o u x ，t s e m k ，w a n t s m ，c h a n k s s y n t h e s i s o f b e t a m o n o - ，t e t r a - ，a n d o c t a s u b s t i t u t e ds t e r i c a l l yb u l k yp o r p h y r i n sv i as u z u k ic r o s sc o u p l i n g j o r g c h e m 1 9 9 6 ，6 1 ，3 5 9 0 - 3 5 9 3 9 b h y r a p p ap ，k r i s h n a nv o c t a b r o m o t e t r a p h e n y l p o r p h y r i na n di t sm e t a ld e r i v a t i v e s ： e l e c t r o n i cs t r u c t u r ea n de l e c t r o c h e m i c a lp r o p e r t i e s i n o r g c h e m 1 9 9 1 ，3 0 ，2 3 9 - 2 4 5 1 0 j o h na s ，s o n gx z ，m aj g ，j i as l ，w a l t e r j ，c r a i gj m n o n p l a n a r p o r p h y r i n sa n dt h e i rs i g n i f i c a n c ei np r o t e i n s c h e m s o c r e v ，1 9 9 8 ，2 7 ，3 1 4 2 11 n o r b e r t w m ，j f i r g e nr ，c h r i s t o p hkt h ec r y s t a ls t r u c t u r eo fa z i r i d i n e a n g e w a n d t ec h e m i ei n t e r n a t i o n a le d i t i o ni ne n g l i s h 1 9 9 7 ，3 6 ，( 2 0 ) ，2 2 1 5 - 2 2 1 6 1 2 m a r i am c ，m a x w e l lj c ，m a r g a r e tm h ，l i o n e lg k c o n t r o lo fr e a c t i v i t ya t t h ep o r p h y f i np e r i p h e r yb ym e t a li o nc o o r d i n a t i o n ：ag e n e r a lm e t h o df o rs p e c i f i c n i t r a t i o na tt h ef i p y r r o l i cp o s i t i o no f5 ，1 0 ，1 5 ，2 0 - t e t r a a r y l p o r p h y r i n sj c h e m s o c c h e m c o m m u n ，1 9 8 4 ，5 9 ，1 5 3 5 - 1 5 3 6 1 3 s h i n eh j a ，p a d i l l ag ，w us m r e a c t i o n so fz i n ct e t r a p h e n y l p o r p h y r i nc a t i o n r a d i c a lp e r c h l o r a t ew i t hn u c l e o p h i l e s j o r g c h e m 1 9 7 9 ，4 4 ，4 0 6 9 4 0 7 5 1 4 h o m b r e c h e r h k ，g h e r d a nv 。m ，o h ms ，c a v a l e i r oj a s ，n e v e s m g p m sc o n d e s s o m d f m e s o t e t r a p h e n y l p o r p h y r i np u r i f i c a t i o n t e t r a h e d r o n l e t t ，1 9 7 3 ，1 4 ，2 8 8 7 2 8 8 8 1 5 o s u k aa ，m a r u m os ，m a r u y a m ak ，m a t a g an ，t a n a k ay ，s e q u e n t i a le l e c t r o n t r a n s f e rl e a d i n gt ol o n g - l i v e dc h a r g es e p a r a t e ds t a t ei nap o r p h y r i n - o x o c h l o r i n - p y r o m e l l i t d i m i d et r i a d b u l l e t i no ft h ec h e m i c a ls o c i e t yo fj a p a n ，1 9 9 5 ，6 8 ，( 1 ) ， 2 6 2 2 7 6 1 6 m a c a l p i n ej k ，b r i i c k n e rc ，d o l p h i nd b ，$ - d i h y d r o x ym e s o s u b s t i t u t e dc h l o r i n s ， i s o b a c t e r i o c h l o r i n s ，a n db a c t e r i o c h l o r i n su sp a t e n t7 ，0 2 2 ，8 4 3 ，2 0 0 6 1 7 f u r n i s sb s ，h a n n a f o r da j ，s m i t hp w g ，t a t c h e l la r v o g e l st e x t b o o ko f p r a c t i c a lo r g a n i cc h e m i s t r y 5 me d l o n g r n a n 1 8 h o m m am ，a o y a g ik ，a o y a m ay ，o g o s h ih e l e c t r o nd e f i c i e n t p o r p h y r i n s i ： t e t r a k i s ( t r i f l u o r o m e t h y l ) p o r p h y r i na n di t sm e t a lc o m p l e x e s t e t r a h e d r o nl e t t 1 9 8 3 ， 西北大学硕士毕业论文2 0 0 8 无机化学专业苏振萍 2 4 ，4 3 4 3 4 3 4 6 1 9 e m at ，k u r o d a y ，o g o s h i h s e l e c t i v e s y n t h e s e s o fu n s y m m e t r i c a lm e s o a r y l p o r p h y r i n s t e t r a h e d r o nl e t t ，1 9 9 1 ，3 2 ，4 5 2 9 4 5 3 2 2 0 h o n e y b o u r n ec l ，j a c k s o nj t ，s i m m o n d sd j ，j o n e st g as t u d yo fp o r p h y r i n a n a l o g u e s - - - - i l ls y n t h e s e s ，e n z y m ei n t e r a c t i o n sa n ds e l f 二a g g r e g a t i o no fn e w m o d e l s f o rt y p e si ，i i ia n di xp o r p h y r i n s t e t r a h e d r o n1 9 8 0 ，3 6 ，( 1 2 ) ，1 8 3 3 1 8 3 8 2 1 r o s ee ，a u r e l i e nc p ，m e l a n i eq u e l q u e j e u ，n i c o l a sb e r n a r d ，a l a i nk o s s a n y i e f f i c i e n t p r e p a r a t i o n o ft h e a , a ，b ，b - a t r o p o i s o m e r o fm e s o t e t r a k i s ( 0 一a m i n o p h e n y l ) p o r p h y r i n j o r g c h e m 1 9 9 5 ，6 0 ，3 9 1 9 - 3 9 2 0 2 2 s i m o nf ，r o s sw b f i r s te x a m p l e so fi n t r a m o l e c u l a rp d ( o ) c a t a l y s e dc o u p