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4 实验部分 14
4.1 实验试剂 14
4.2 实验仪器 14
4.3 实验方法 15
4.3.1 吡咯的前处理 15
4.3.2 实验方案1 16
4.3.3 实验方案2 17
4.4 结果与讨论 18
4.4.1反应物加入顺序不同对反映的影响 18
4.4.2反应时间对反应的影响 19
4.4.3温度对反应的影响 21
4.4.4紫外可见吸收光谱 22
4.4.5四羟基苯基卟啉钴的质谱分析图谱 23
4.4.6红外光谱分析 24
4.4.7核磁共振波谱 25
4.5 遇到的困难与阻碍 25
5 结论 27
致谢 28
参考文献 29
1 前言
自古以来，神奇的大自然一直都是人类技术思想、工程原理及重大发明的源泉。其中对我们影响巨大的卟啉也是大自然的产物之一。
卟啉是一种存在于生物体内的具有大π共轭环状结构的高分子化合物，它的母体是卟吩（卟吩是由4个吡咯分子和4个次甲基桥联起来的共轭大环，碳、氮都是sp2杂化，具有大π键，共轭体系稳定，具有芳香性[1]）。而当卟吩环外围基团的氢原子被其它基团取代时，得到的化合物就是卟啉。易配位的金属离子可以与卟啉或卟吩中心的氮原子配位，生成较为稳定的卟啉配合物，即金属卟啉。许多天然卟啉以及它的金属化合物，比如血红蛋白、叶绿素在呼吸、光合作用等生命过程中起重要作用的物质的活性中心都是金属卟啉。在过去的几十年内，金属卟啉作为一种重要的材料已经在科研上占据重要的地位，它的某些性能经过人们的探索研究，已经被人们熟知。比如它们大多熔点较高，颜色为深色，多数不溶于水，但是溶于有机溶剂，且有荧光，高温时稳定。但是对于金属卟啉的了解，我们依然处在较低的位置。卟啉及金属卟啉在各个领域都有着重要的作用，对于卟啉及金属卟啉的研究依然目前的热点。
1.1 卟啉及卟啉化合物概述
卟啉（porphyrin）是一类由四个吡咯类亚基的α-碳原子通过次甲基桥（=CH-）互联而形成的大分子杂环化合物，是生物体内的一种具有大共轭环状结构的化合物，其结构式如图1所示。卟啉分为天然和人工合成卟啉。天然存在的卟啉通常在吡咯环上含有取代基，而人工合成的卟啉大多在四个meso-位（R1）引入取代基。
图1 卟啉（左）和金属卟啉分子（右）的结构示意图
早在1921年，卟啉就已经被 Kuster[2] 提出，但是由于百年前的科技不发达，人们认为它的结构不稳定而不被认可。直到八年后，高铁卟啉[3]的合成，它的结构才被证实。此处的高铁卟啉就是金属卟啉中的一种，它的光敏性及抗肿瘤能力都较低，因此脱铁反应是制备抗肿瘤类卟啉药剂的必须过程[4]。金属卟啉是卟啉环氮上的2个质子被金属取代后形成的。周期表中几乎所有金属元素都可以和卟啉类大环配位形成金属卟啉。金属卟啉在自然界和生物体中广泛存在，如细胞色素、血红素、叶绿素等是金属卟啉配合物，它几乎是生命活动的基石[5]。
在各种生物大分子中，卟啉往往起着关键作用，并占据分子的核心部位，比如血红素、细胞色素和叶绿素等。金属卟啉配合物能用于切割DNA和核酸酶等生物医学方面。卟啉及金属卟啉类化合物在医药方面具有很好的应用前景，因为很多卟啉具有生物相容性和良好的靶向传递性，可以将抗病毒及抗细菌药物传递到病变部位，用于切割细胞中病变的DNA。卟啉化合物还是核酸结构研究和核酸动力学研究的非常好的探针。卟啉化合物与核酸的相互作用是近几年来的研究热点。卟啉化合物与核酸的相互作用研究具有广阔的应用前景和理论意义[6]。
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