氨基卟啉的应用于发展

概述氨基卟啉的制备与应用

㈠氨基卟啉的应用

0. 引言

由于卟啉化合物具有特殊的结构和优越的物理、化学及光学特征,在生命科学、药物化学、光化学、光生物学、癌症的诊断、气敏元件、模拟光合作用、探索高效利用太阳能[2]等方面具有重要的理论意义和应用前景.近年来随着有机光导体材料已经被广泛应用于静电复印、静电打印、智能复印、激光传真等信息处理复制设备,成为当代信息社会不可缺少的重要支柱之一,而目前偶氮类和其它一些具有较大共轭体系的化合物是重要的光生载流子材料.鉴于卟啉类化合物具有大电子的平面发色体系,具有芳香性,能提供-跃迁和电荷转移,构成具有光导性的基本条件.卟啉体系在可见光区有强烈的光谱响应,并且卟啉化合物的中位侧联易于修饰,偶氮卟啉化合物和桥联卟啉在光导性能方面的前景已经引起广泛的重视.尤其5-(4-氨基-苯基)-10,15,20-三苯基卟啉可以作为合成偶氮卟啉的中间体,也可以与其它共轭分子形成更大的共轭体系,这些都有可能应用于新型的高性能的有机光导材料..

⒈含氮多芳氨基卟啉在发光器件的应用

多芳氨基卟啉是含有4个含氮芳基氨基的四苯基卟啉衍生物。该类化合物在结构上既含有类似天然叶绿素分子的环状共轭卟吩结构，又含有已广泛用于光电材料的含氮多芳胺结构。在这类化合物中，卟吩环的共轭体系可通过氮原子与多个苯环或芳环的共轭体系发生相互作用。由于整个分子的共轭性增大及N原子孤对电子对参与共轭作用，分子的光谱性质可能会不同于普通共轭分子。因此，多芳氨基卟啉的合成会对人们研究卟啉化合物的光谱性质与分子结构共轭性间的关系有一定的帮助。

卟啉和多芳胺都是已被广泛应用于有机薄膜电致发光器件的发光材料，并且由于卟啉所具有的发射红光的特性，二者的结合体多芳氨基卟啉也将有可能具有较好的发光性能，并可能解决目前有机薄膜电致发光器件中存在的一些问题。

现在工作旨在于通过对多芳氨基卟啉的合成来研究发光材料的结构与发光性能之间的关系，探讨发光材料发光性能随其结构的变化规律，为制备出较为理想的红色电致发光器件提供发光材料的合成研究基础。

⒉氨基卟啉在材料化学上的应用

金属卟啉配合物在光电材料方面用途广泛，可用于液晶材料和非线性光学材料等。卟啉具有很强的发光特性，尤其是与过渡金属配位后发出很强的磷光，而这种磷光又可被O2 猝灭，所以被用作光敏器件的磷光材料。卟啉类化合物因为光敏性好、性能稳定和易于修饰等优点成为分子器件研究的理想模型化合物。分子器件是指在分子水平上由光子、电子或离子(总称为介体mediator)操纵的器件。在分子器件中，卟啉可以作为卟啉分子导线、卟啉分子开关、卟啉超分子天线、卟啉光能转化器、光控制输入输出器、光电子闸门、癌治疗荧光探针和生物传感器等。

⒊氨基卟啉在医学上的应用

卟啉具有强的荧光和在肿瘤细胞中容易聚集，在医学研究中可作为检测癌症的光敏剂和抗癌药物。随着人们对卟啉类物质的不断深入研究，以卟啉类光敏剂为核心的光动力疗法也逐渐成为继手术、放疗和化疗之外的第四种成熟的癌症治疗方法。光动力疗法(PDF)的基础是先给予肿瘤组织有选择性摄入作用的光敏剂，然后用一定波长的光照射瘤区，由光敏剂诱发光动力效应，产生单线态氧(·O2)活性物质，它们与生物分子中的氧化敏感基团作用，导

致其氧化失活，最终引起肿瘤细胞死亡而显示治疗作用。目前应用在人类临床试验和已批准使用的所有光敏剂全部是卟啉类化合物，主要有如下几种：血卟啉、苯并卟啉衍生物、短肽链修饰的卟啉衍生物、糖基卟啉衍生物、糖肽卟啉衍生物、核苷卟啉衍生物、类固醇卟啉衍生物、硼烷卟啉衍生物、meso－四(间－羟基苯基)二氢卟吩(m－THPC)]和肽菁类等。

⒋氨基卟啉在仿生化学上的应用

卟啉是血红素，细胞色素和叶绿素的生物大分子核心部分。利用人工合成的金属卟啉配合物对血红蛋白、血红素和细胞色素等生物大分子功能进行模拟一直是人们研究的主要目的。例如，通过合成各种具有不同金属离子或不同取代基以及具有不同轴向配位的金属卟啉衍生物已经实现了对过氧化物酶、过氧化氢酶、细胞色素P-450 等的模拟。人工合成的模拟物可以克服天然纯化物的缺点，因此利用人工合成的金属卟啉配合物来模拟酶，对酶促反应机理(如氧的传递、光合作用、酶催化等) 的模拟研究在理论上和实际运用上都具有重要意义。此外，为了更接近生物体内环境，一些大分子也被引入，如卟啉或金属卟啉与环糊精的包结可作为一类新的人工酶模型。

⒌氨基卟啉在分析化学上的应用

卟啉类试剂早在20 世纪50 年代就作为贵金属银的光度分析显色剂而得到应用。到70年代由于卟啉化合物与金属离子配合物Soret 谱带的选用及表面活性剂引入，试剂可溶性及其测定金属离子的灵敏度大大改善，卟啉试剂被广泛应用于光度法测定许多过渡金属离子。金属卟啉配合物可制备ISE 膜，并可被电聚到硅氧烷、石墨、银电极上。

⒍氨基卟啉在能源方面的应用

随着石油资源的枯竭，原油价格上升。汽车尾气的大量排放，环境污染日趋严重，可持续性绿色能源及其利用转换技术的开发迫在眉睫。作为高效清洁能源转换系统的金属空气电池(MAB)是一类特殊的燃料电池，它们在电动车上的发展潜力引起了国际上的广泛重视。其中金属卟啉是空气电极最有希望的催化剂，它能有效促进H2O2 分解，使电池的工作电压提高，增加放电容量。金属卟啉配合物具有高的共轭结构和化学稳定性，对分子氧还原表现出良好的电催化活性，近几年来成为氧还原电催化剂的研究热点。

此外，在利用太阳能方面，卟啉的应用也很重要。人们研究光能转换主要是模拟自然界绿色植物的光合作用。卟啉是优良的光敏剂，能够有效吸收太阳能，将其转化为电能（光电转化）、化学能（光化学转化）等，如卟啉作为光敏剂在染料敏化太阳能电池研制方面显示了优良的性能。

㈡氨基卟啉的合成

⒈氨基卟啉的合成的两种主要方法

1.1产物的合成：

路线一：用SnCl2还原二硝基卟啉的混合物。

路线二：通过原料直接反应得到产物.

1.2中间体合成线路:

路线一：混合醛与吡咯缩合

路线二：硝化法