專利名稱：羧基卟啉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子化學合成領(lǐng)域，具體涉及一種不同烷氧基連接的羧基卟 啉極其制備方法。
背景技術(shù)：
卟啉是卟吩衍生物的總稱，金屬離子嵌入卟啉環(huán)中可形成穩(wěn)定的金屬卟啉 配合物。卟啉化合物具有大共扼平面的特殊結(jié)構(gòu)，兼具供電子和受電子的雙重 性能。卟啉化合物獨特的結(jié)構(gòu)、優(yōu)越的物理、化學及光學特征，使得卟啉化合 物在仿生學、材料化學、藥物化學、電化學、光物理與化學、分析化學、有機 化學等領(lǐng)域都具有十分廣闊的應(yīng)用前景，吸引著人們不斷深入地研究。
在卟啉環(huán)上引入不同的官能基團，可以獲得許多不同性能及用途的卟啉化 合物。由于羧基卟啉其卟啉環(huán)帶有羧基這一活性基團，可以與不同基團進行反 應(yīng)，因而合成羧基卟啉可大大拓寬卟啉化合物的應(yīng)用。
目前，傳統(tǒng)的Alder合成法是從吡咯和羧基苯甲醛出發(fā)直接合成羧基卟啉， 或者以酯基苯甲醛代替羧基苯甲醛合成卟啉后再行水解制備，該方法得到的羧 基卟啉連接于苯環(huán)的僅為一羧基，而且合成不對稱羧基卟啉時產(chǎn)率極低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種與不同烷氧基連接的羧 基口卜啉。
本發(fā)明的另一個目的在于提供反應(yīng)步驟簡單、產(chǎn)率高的制備上述羧基卟啉 的方法。本發(fā)明的上述目的是通過如下方案予以實現(xiàn)的
一種羧基卟啉，該羧基卟啉的羧基是通過不同垸氧基與苯環(huán)連接，其結(jié)構(gòu) 具有式(I )所示通式
<formula>formula see original document page 5</formula>
其中
Rj為-H、 -CH3、 -OCH3、 -Cl、 -F或-N02等； R2為-0(CH2)nCOOH (n=l、 3、 5或6);
或者
R!= R2 = -0(CH2)nCOOH (n=l、 3、 5或6)。
上述式(1)中，若&為-H、 -CH3、 -OCH3、 -Cl、 -F或-N02等，而 R2為-0(CH2)nCOOH (n=l、 3、 5或6)時，該羧基卟啉為不對稱羧基卟啉； 若R1= R2 =-0(CH2)nCOOH (n=l、 3、 5或6)時，該羧基卟啉為對稱羧基口卜 啉。
上述通式(I )所示羧基卟啉的制備方法，是將帶酚羥基的羥基卟啉與 n-溴代酸乙酯反應(yīng)合成酯基卟啉，該酯基卟啉再經(jīng)水解制備得到羧基卟啉，所 述n-l、 3、 5或6。上述制備方法的化學反應(yīng)式如下所示:
<formula>formula see original document page 6</formula>(1)將羥基卟啉與n-溴代酸乙酷浴解在二甲基甲酰胺(DMF)中，加入 無水K2CQ3，在90 120。C下攪拌、回流9 12h，得到酯基卟啉(II);
(2)把酯基卟啉溶解在氯仿中，加入KOH甲醇溶液或氫氧化鈉甲醇溶液， 室溫反應(yīng)0.5 311，得到羧基卟啉(I )。
上述步驟(1)中，羥基卟啉與n-溴代酸乙酯的摩爾比為1: (42 200)。 上述步驟(1)中，將羥基卟啉與n-溴代酸乙酯混合后，將該混合物溶解
在二甲基甲酰胺(DMF)中，混合物與二甲基甲酰胺的摩爾比為(2 8): 100。 上述步驟(1)中，無水K2C03與n-溴代酸乙酯為等摩爾比。 上述步驟(2)中，酯基卟啉與氯仿的摩爾比為(0.1 0.7): 100。 上述步驟(2)中，氫氧化鉀甲醇溶液或氫氧化鈉甲醇溶液都選擇10 20%
的濃度，也就是氫氧化鉀(或氫氧化鈉)占溶液總質(zhì)量的10 20%。上述步驟(2)中，加入的氫氧化鉀甲醇溶液或氫氧化鈉甲醇溶液與氯仿 為等體積比。
上述步驟(2)中，因為酯基卟啉在甲醇中的溶解度不高，而氫氧化鉀或 氫氧化鈉在氯仿中的溶解度也不高，因此本發(fā)明采用氯仿+甲醇的一個溶解體 系，從而保證了酯基卟啉與氫氧化鉀(或氫氧化鈉)能很好地相溶并反應(yīng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
1. 本方法通過改變羥基卟啉苯環(huán)上不同取代基，以及改變n-溴代酸乙酯的 類型，可制備得到包括對稱和不對稱、羧基上具有不同連接烷氧基的不同類型 的羧基卟啉；
2. 本發(fā)明的制備方法克服了傳統(tǒng)Aider合成法所存在的連接于苯環(huán)僅為一 羧基和羧基U卜啉產(chǎn)率低等問題，通過活性很高的n-溴代酸乙酯與羥基卟啉反應(yīng) 先合成酯基卟啉，再使酯基卟啉水解獲得羧基卟啉，反應(yīng)步驟簡單、產(chǎn)率較高。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步地解釋，但具體實施例并不對本發(fā) 明做任何限定。
實施例1 5- (4魂基亞甲氧基)苯基-10， 15， 20-三苯基卟啉的制備
本實施例5-(4魂基亞甲氧基)苯基-10， 15， 20-三苯基卟啉的制備方法， 包括如下步驟
(1)往圓底燒瓶里加入0.189g5-(4;2基苯基)-10， 15， 20-三苯基卟啉， 1.5 mL 2-溴乙酸乙酯(羥卩卜啉與2-溴乙酸乙酯的摩爾比為1:45 ) ， 45 mL DMF， 1.8 g新焙燒的K2C03，在100 "C下攪拌發(fā)生反應(yīng)9小時后，停止反應(yīng)，向反 應(yīng)液中加入去離子水和氯仿進行萃取，萃取4遍，旋干，即得到5-(4,基亞甲氧基乙酯)苯基-10， 15， 20-三苯基卟啉粗產(chǎn)品；
(2)將步驟(1)所得5- (4-羧基亞甲氧基乙酯)苯基-10， 15， 20-三苯基 卟啉粗產(chǎn)品溶入10 mL氯仿中，加入10 % KOH甲醇溶液10 mL，室溫攪拌 0.5 h后，向反應(yīng)液中加入去離子水，用鹽酸把整個反應(yīng)體系pH調(diào)至5，用氯 仿萃取3遍，有機相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮；用硅膠柱層析，氯仿乙醇(體積比=20: 1)作淋洗劑，收集第二紫色帶。產(chǎn)物為紫色固體，該紫色固體即為本實施例 的5- (4-羧基亞甲氧基)苯基-10， 15， 20-三苯基卟啉，收率為83.3%。
UV-Vis (CH2C12)wx (nm) : 419， 515， 549， 589， 643。 ifiNMR (CDCl3/CD3OD， 300MHz) S: -2.77 (s， 2H, pyrrole N-H)， 4.83 (s, 2H, -OCH2-CO)， 7.33~7.74 (11H, phenyl m畫H + p畫H)， 8.10~8.18 (8Hphenyl o-H)， 8.81 (s, 8H, pyrrole C-H); ESI-MS [CHC13， m/z]: 687 (M-f)。
實施例2 5- (4-羧基亞甲氧基)苯基-10, 15, 20-三(4-甲苯基)卟啉的
制備
本實施例5- (4-羧基亞甲氧基)苯基-10， 15， 20-三(4-甲苯基)卟啉的 制備方法，包括如下步驟
(1) 往圓底燒瓶里加入0.206g5- (4-羥基苯基)-10， 15， 20-三(4-甲苯 基)卟啉，1.5mL2-溴乙酸乙酯(羥卟啉與2-溴乙酸乙酯的摩爾比為1: 44)， 45mLDMF， 1.8 g新焙燒的K2C03，在100匸下攪拌9 h后，停止反應(yīng)，向反 應(yīng)液中加入去離子水和氯仿進行萃取，萃取4遍，旋干，得到5- (4-羧基亞甲 氧基乙酯)苯基-10， 15， 20-三(4-甲苯基)卟啉粗產(chǎn)品；
(2) 將步驟(1)制備所得5- (4-羧基亞甲氧基乙酯)苯基-10， 15， 20-三(4-甲苯基)卩卜啉粗產(chǎn)品溶入10 mL氯仿中，加入10 % KOH甲醇溶液10 mL，室溫攪拌0.5h后，向反應(yīng)液中加入去離子水，用鹽酸把反應(yīng)液總體系pH調(diào)
至5，用氯仿萃取3遍，有機相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮。用硅膠柱層析，氯仿乙醇(體 積比=20: 1)作淋洗劑，收集第二紫色帶，產(chǎn)物為紫色固體，收率91.0%。
UV隱Vis (CH2C12) ;ax (nm) : 418， 513， 550， 589， 645。 iHNMR (CDCl3/CD3OD， 300MHz) 5: -2.46 (s, 2H, pyrrole N畫H)， 2.66 (s,9H， phenyl CH3) 4.90 (s, 2H,-OCH2-CO)， 7.25 7.55 (8H, phenyl m-H)， 7.95~8.16 (8H phenyl o-H)， 8.60 8.77 (s, 8H, pyrrole C國H); ESI-MS [CHC13， m/z]: 731。
實施例3 5- (4-羧基亞甲氧基)苯基-10， 15， 20-三(4-氯苯基)卟啉的
制備
本實施例5_ (4-羧基亞甲氧基)苯基-10， 15， 20-三(4-氯苯基)卟啉的
制備方法包括如下步驟
(1) 往圓底燒瓶里加入0.192g5- (4-羥基苯基)-10， 15， 20-三(4-氯苯 基)卟啉，1.5mL2-溴乙酸乙酯(羥卟啉與2-溴乙酸乙酯的摩爾比為1: 52)， 45mLDMF， 1.8 g新焙燒的K2C03，在10(TC下攪拌9h。停止反應(yīng)，加入去 離子水和氯仿進行萃取，萃取4遍，旋干，得到5- (4-羧基亞甲氧基乙酯)苯 基-10， 15， 20-三(4-氯苯基)葉啉粗產(chǎn)品；
(2) 將步驟(1)制備所得5- (4-羧基亞甲氧基乙酯)苯基-10， 15， 20-三(4-氯苯基)葉啉粗產(chǎn)品溶入10 mL氯仿中，加入10 % KOH甲醇溶液10 mL。 室溫攪拌0.5h后。加入去離子水，用鹽酸把pH調(diào)至5，用氯仿萃取3遍，有 機相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮。用硅膠柱層析，氯仿乙醇(V: V=20: 1)作淋洗劑， 收集第二紫色帶。產(chǎn)物為紫色固體，收率85.0%。
UV-Vis (CH2C12) (nm) : 420， 515， 552， 592， 647。 'HNMR(CDCl3/CD3OD， 300MHz) 5: -2.90 (s， 2H, pyrrole N畫H)， 4.70 (s, 2H, -O-CH2-CO)， 7.17~7.73 (8H, phenyl m畫H)， 8.13 (s, 8H phenyl o-H)， 8.81 (s, 8H, pyrrole C-H); ESI-MS [CHC13， m/z]: 791 (M-H+)。
實施例4 5- (4-羧基亞丙氧基)苯基-10， 15， 20-三(4-甲苯基)卟啉的
制備
本實施例5- (4-羧基亞丙氧基)苯基-10， 15， 20-三(4-甲苯基)卟啉的 制備方法，包括如下步驟
(1) 往圓底燒瓶里加入0.190§5- (4-羥基苯基)-10， 15， 20-三(4-甲苯 基)卟啉，2.0mL4-溴丁酸乙酯(羥卟啉與4-溴丁酸乙酯的摩爾比為1: 50)， 45mLDMF， 1.8 g新焙燒的K2C03，在100。C下攪拌9h。停止反應(yīng)，加入去 離子水和氯仿進行萃取，萃取4遍，旋干，得到5- (4-羧基亞丙氧基乙酯)苯 基-10， 15， 20-三(4-甲苯基)B卜啉粗產(chǎn)品；
(2) 將步驟(1)制備所得5- (4-羧基亞丙氧基乙酯)苯基-10， 15， 20-三(4-甲苯基)卩卜啉粗產(chǎn)品溶入10 mL氯仿中，加入10 % KOH甲醇溶液10 mL。 室溫攪拌2h后。加入去離子水，用鹽酸把pH調(diào)至5，用氯仿萃取3遍，有
機相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮。用硅膠柱層析，氯仿乙醇(V: V=30: 1)作淋洗劑，
收集第二紫色帶。最終產(chǎn)物為紫色固體，收率86.0%。
UV-Vis(CH2Cl2) wx(nm) : 420， 514， 550， 589， 643。 iflNMR (CDC13， 300麗z) & -2.74 (s， 2H, pyrrole N-H)， 2.34 (m, 2H， CH2)， 2.70 (s， 9H, phenyl-CH3)， 2.79(t， 2H， CH2-COO)， 4.31 (t, 2H, O-CH2)， 7.25~7.53(8H, phenyl m畫H)， 8.08 (s, 8H phenyl o畫H)， 8.84 (s， 8H, pyrrole C-H); ESI-MS [CHC13， m/z]: 760 (M+H+)。實施例5 5- (4-羧基亞戊氧基)苯基-10， 15， 20-三(4-甲苯基)卟啉的
制備
本實施例5- (4-羧基亞戊氧基)苯基-10， 15， 20-三(4-甲苯基)卟啉的 制備方法，包括如下步驟
(1) 往圓底燒瓶里加入0.190§5- (4-羥基苯基)-10， 15， 20-三(4-甲苯 基)卟啉，2.4mL6-溴己酸乙酯(羥卟啉與6-溴己酸乙酯的摩爾比為1: 48)， 45mLDMF， 1.8 g新焙燒的K2C03，在100。C下攪拌9h。停止反應(yīng)，加入去 離子水和氯仿進行萃取，萃取4遍，旋干，得到5- (4-羧基亞戊氧基乙酯)苯 基-10， 15， 20-三(4-甲苯基)fi卜啉粗產(chǎn)品；
(2) 將步驟(1)制備所得5- (4-羧基亞戊氧基乙酯)苯基-10， 15， 20-三(4-甲苯基)卩卜啉粗產(chǎn)品溶入10 mL氯仿中，加入10 % KOH甲醇溶液10 mL。 室溫攪拌2.5h后。加入去離子水，用鹽酸把pH調(diào)至5，用氯仿萃取3遍，有 機相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮。用硅膠柱層析，氯仿乙醇(V: V=40: 1)作淋洗劑， 收集第二紫色帶。最終產(chǎn)物為紫色固體，收率83.0%。
UV-Vis(CH2Cl2) ;ax(nm) : 419， 516， 550， 589， 643。 if!NMR (CDC13， 300畫z) S: -2.73 (s,2H, pyrrole N-H)， 1.73~2.00 (m, 6H，CH2)， 2.52 (t,2H, CH2-COO)， 2.70(s, 9H, phenyl-CH3)， 4.24(t, 2H, O-CH2)， 7.25~7.53(8H, phenyl m-H)， 8.08 (s， 8H phenyl o-H)， 8.84 (s, 8H, pyrrole C畫H); ESI-MS [CHC13， m/z]: 788 (M+H+)。
實施例6 5， 10， 15， 20-四(4-羧基亞甲氧基苯基)卟啉的制備 本實施例5， 10， 15， 20-四(4-羧基亞甲氧基苯基)卟啉的制備方法，包 括如下步驟(1)往圓底燒瓶里加入0.201 g 5， 10， 15， 20-四(4-羥基苯基)卟啉， 6.0mL溴乙酸乙酯(羥卟啉與2-溴乙酸乙酯的摩爾比為l:183)，45mLDMF， 7.5g新焙燒的K2C03，在10(TC下攪拌9h。停止反應(yīng)，加入去離子水和氯仿 進行萃取，萃取4遍，旋干，得到5， 10， 15， 20-四(4-羧基亞甲氧基乙酯苯 基)卟啉粗產(chǎn)品；
(2)將步驟(1)制備所得5， 10， 15， 20-四(4-羧基亞甲氧基乙酯苯基) 卟啉粗產(chǎn)品溶入10mL氯仿中，加入10%KOH甲醇溶液10mL。室溫攪拌1 h后。用鹽酸把pH調(diào)至4，置于冰箱中4。C下過夜。減壓抽濾，濾餅分別用少 量冰水，甲醇，乙醇洗滌。真空干燥得到產(chǎn)物，收率90.0%。
UV-Vis (DMF) (nm) : 417， 512， 547， 589， 644。 ESI-MS [DMF，
m/z]: 911 (M+H+)。
權(quán)利要求
1、一種羧基卟啉，具有式(I)所示通式其中R1為-H、-CH3、-OCH3、-Cl、-F或-NO2；R2為-O(CH2)nCOOH，n為1、3、5或6；或者R1＝R2＝-O(CH2)nCOOH，n為1、3、5或6。
2、 權(quán)利要求1所述羧基卟啉的制備方法，其特征在于該方法是將帶酚羥 基的羥基卟啉與n-溴代酸乙酯反應(yīng)合成酯基卟啉，酯基卟啉再經(jīng)水解制備得到 羧基卟啉，所述n為1、 3、 5或6。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟(1) 將羥基卟啉與n-溴代酸乙酯溶解在二甲基甲酰胺中，加入無水K2C03， 在90 120'C下攪拌，回流9 12h，得到酯基卟啉；(2) 把酯基卟啉溶解在氯仿中，加入氫氧化鉀甲醇溶液或氫氧化鈉甲醇溶 液，室溫反應(yīng)0,5 3h，得到所需羧基卟啉。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述制備方法，其特征在于所述步驟(1)中，羥基卟 啉與n-漠代酸乙酯的摩爾比為1: 42 200。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述制備方法，其特征在于所述步驟(1)中，羥基卟 啉與n-溴代酸乙酯混合后，將該混合物溶解在二甲基甲酰胺中，混合物與二甲 基甲酰胺的摩爾比為2 8: 100。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述制備方法，其特征在于所述步驟(1)中，無水 K2C03與n-溴代酸乙酯為等摩爾比。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述制備方法，其特征在于所述步驟(2)中，酯基卟 啉與氯仿的摩爾比為0.1 0.7: 100。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述制備方法，其特征在于所述步驟(2)中，氫氧化 鉀甲醇溶液或氫氧化鈉甲醇溶液的質(zhì)量百分比濃度10 20%。
9、 根據(jù)權(quán)利要求3所述制備方法，其特征在于所述步驟(2)中，氫氧化 鉀甲醇溶液或氫氧化鈉甲醇溶液與氯仿為等體積比。
全文摘要
本發(fā)明公開一種羧基卟啉及其制備方法，該羧基卟啉具有式(I)所示通式，其中，R₁為-H、-CH₃、-OCH₃、-C1、-F或-NO₂，R₂為-O(CH₂)_nCOOH(n＝1、3、5或6)；或者，R₁＝R₂＝-O(CH₂)_nCOOH(n＝1、3、5或6)。本發(fā)明將帶酚羥基的羥基卟啉與n-溴代酸乙酯反應(yīng)合成酯基卟啉，酯基卟啉再經(jīng)水解制備得到羧基卟啉。本方法通過改變羥基卟啉苯環(huán)上不同取代基，以及改變n-溴代酸乙酯的類型，可制備得到包括對稱和不對稱、羧基上具有不同連接烷氧基的不同類型的羧基卟啉，且反應(yīng)步驟簡單、產(chǎn)率高。
文檔編號C07D487/00GK101671340SQ200910192918
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者余漢城, 葉元堅, 羅海英, 計亮年, 黃錦汪 申請人:中山大學