閆曉旺，馬曉偉，顧承志

(石河子大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院/新疆兵團(tuán)化工綠色過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 石河子 832003)

合成金屬卟啉作為細(xì)胞色素P450的模擬酶應(yīng)用于仿生催化一直是人們的關(guān)注焦點(diǎn)之一[1-8]，不同取代卟啉模式在其催化活性方面表現(xiàn)各異,尤其是引入強(qiáng)吸電子基團(tuán)的非對(duì)稱卟啉備受矚目，而這需要非對(duì)稱卟啉合成化學(xué)有較大的突破[9]，與經(jīng)典的Alder法[10]和Lindsey[11]法在酸性體系條件下構(gòu)建卟啉不同，1997年LINDSEY J S課題組研究了在堿性條件下通過(guò)四吡咯烷構(gòu)建meso位四取代卟啉的合成方法，并且卟啉的分離收率可達(dá)60%[12]，這有效促進(jìn)了卟啉合成化學(xué)的進(jìn)展，然而，LINDSEY J S課題組構(gòu)建卟啉的中間體四吡咯烷(bilane)是在有機(jī)相體系中通過(guò)復(fù)雜的多步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，反應(yīng)條件相當(dāng)苛刻，涉及到精確的無(wú)水無(wú)氧操作。EM T等[13]研究表明meso位沒(méi)有任何取代基的線性四吡咯烷不穩(wěn)定，對(duì)光熱都很敏感，自身容易發(fā)生氧化降解或者其他耦合反應(yīng)。綜上所述，探究簡(jiǎn)單的可規(guī)模合成穩(wěn)定的四吡咯烷用于構(gòu)建卟啉仍是當(dāng)前卟啉化學(xué)挑戰(zhàn)之一。

近年來(lái)，水相合成反應(yīng)也受到越來(lái)越多的關(guān)注，KOSZARNA B等[14]進(jìn)行了在水-甲醇共溶劑體系中meso位取代的咔咯啉(Corrole)合成工作，從咔咯啉結(jié)構(gòu)逆合成分析看，通過(guò)四吡咯烷中間體氧化關(guān)環(huán)是咔咯啉的核心反應(yīng)過(guò)程，但沒(méi)有給出四吡咯結(jié)構(gòu)的表征。本研究課題組首次進(jìn)行了水相中5，10，15-三芳基取代四吡咯烷的合成工作[15-16]，較早之前ROSE S等研究發(fā)現(xiàn)在生物合成卟啉的過(guò)程中四吡咯烷是其合成前體[17]。本研究課題組設(shè)計(jì)在水相中通過(guò)四吡咯烷和另一分子的芳醛在酸催化下縮合生成卟啉原，再經(jīng)四氯苯醌氧化生成卟啉分子。從卟啉生源合成的角度來(lái)看，作為卟啉生成過(guò)程中核心中間體四吡咯烷，必須要在水中有一定的溶解度，所以只要找到一個(gè)合適的共溶劑，就能夠保證酸催化下四吡咯烷與芳醛縮合生成卟啉原，去模擬生源性卟啉合成。本文進(jìn)行以上設(shè)想的初步研究，整個(gè)設(shè)計(jì)合成思路如圖1所示。

圖1 Trans-AB卟啉的合成

首先在水中合適濃度鹽酸催化下吡咯與甲醛縮合得到二吡咯甲烷，接著在合適比例共溶劑中合適濃度鹽酸催化二吡咯甲烷與五氟苯甲醛縮合生成10-五氟苯基四吡咯烷(引入強(qiáng)吸電子基團(tuán)目的是提高四吡咯烷的化學(xué)穩(wěn)定性)，再在合適比例共溶劑中合適濃度鹽酸催化10-五氟苯基四吡咯烷與另一分子芳醛縮合生成卟啉原，然后氯仿萃取，無(wú)水硫酸鎂干燥，氯仿溶液中加入四氯苯醌(TCQ)回流氧化得到5-五氟苯基-15-芳基取代卟啉。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

IKA 加熱磁力攪拌器，IKA 機(jī)械攪拌器，BrukerAvanceⅢ 400 HD核磁共振儀，Thermo Fisher Scientific LTQ FTICR-MS高分辨質(zhì)譜儀，薄層色譜TLC板購(gòu)買自青島海洋化工廠；300～400 目柱層析硅膠購(gòu)買自上海泰坦科技有限公司；其它化學(xué)試劑均為分析純，購(gòu)于上海泰坦科技有限公司和北京百靈威科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)步驟及產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)表征

1.2.1 二吡咯甲烷的合成

在250 mL單口圓底燒瓶中，依次加入1 mL 37% HCl，100 mL蒸餾水，磁力攪拌下加入4.2 mL(56.7 mmol)新蒸吡咯，然后將0.75 mL (9.6 mmol)甲醛水溶液緩慢滴入圓底燒瓶中，室溫反應(yīng)30 min后，加入氨水中和至pH到9左右。用乙酸乙酯(150 mL ×3)萃取，分離有機(jī)相并用無(wú)水硫酸鈉充分干燥，過(guò)濾，濾液減壓濃縮，粗產(chǎn)品柱層析分離(石油醚∶二氯甲烷：乙酸乙酯=167∶37∶1，v/v/v作為淋洗液)，Rf=0.44(石油醚：二氯甲烷：乙酸乙酯=7∶27∶1，v/v/v)。收集目標(biāo)接受液，減壓旋干，固體經(jīng)正戊烷反復(fù)超聲洗滌，過(guò)濾，減壓抽干得白色固體1化合物0.584 g，產(chǎn)率為40%。

1.2.2 10-五氟苯基四吡咯烷的合成

在500 mL的圓底燒瓶中將二吡咯甲烷(600 mg，4 mmol)與五氟苯甲醛(244 μL，2 mmol)溶解在200 mL 乙醇溶劑中，取10 mL 37% HCl，200 mL蒸餾水加入圓底燒瓶中，室溫磁力攪拌1 h，加入氨水中和，用二氯甲烷(150 mL×3)萃取，收集有機(jī)層并用無(wú)水硫酸鈉干燥，得到棕色透明溶液，過(guò)濾，濃縮，粗產(chǎn)品柱層析分離(石油醚∶二氯甲烷∶乙酸乙酯=16∶3∶1，v/v作為淋洗液)，Rf=0.36(石油醚∶二氯甲烷∶乙酸乙酯=7∶3∶2，v/v/v)，真空旋干，正戊烷反復(fù)超聲洗滌，過(guò)濾抽干，得到棕灰色粉末2化合物0.818 g，產(chǎn)率為87.0%。

1.2.3 5-五氟苯基-15-基取代卟啉合成

在500 mL 兩口圓底燒瓶中，將0.4 g (0.83 mmol)10-(五氟苯基)四吡咯烷與0.83 mmol的芳醛溶于200 mL 乙醇溶劑中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌約1 min 后，加入1 mL HCl+50 mL 蒸餾水，氮?dú)獯祾咧脫Q空氣3次后，常溫避光攪拌16 h。反應(yīng)停止后用200 mL三氯甲烷萃取，蒸餾水(100 mL ×3)，飽和的碳酸氫鈉100 mL 洗滌氯仿層，有機(jī)層用無(wú)水硫酸鎂干燥，過(guò)濾得到棕黑色透明溶液。向溶液中加入0.6072 g (2.49 mmol)四氯苯醌(TCQ)回流1 h后，停止反應(yīng)，將所得物濃縮，硅膠柱層析分離(石油醚∶二氯甲烷=9∶1，v/v作為淋洗液)，Rf=0.34(石油醚∶二氯甲烷=1∶1，v/v)真空旋干，用二氯甲烷-甲醇重結(jié)晶，真空干燥箱烘干(溫度60 ℃)得到紫紅色固體4a至4f化合物。

1.2.4 10-五氟苯基四吡咯烷的合成

在500 mL的圓底燒瓶中將二吡咯甲烷(600 mg，4 mmol)與五氟苯甲醛(244 μL，2 mmol)溶解在200 mL 乙醇溶劑中，取10 mL 37% HCl和200 mL蒸餾水加入圓底燒瓶中，室溫磁力攪拌1 h，加入氨水中和，用二氯甲烷(150 mL×3)萃取，收集有機(jī)層并用無(wú)水硫酸鈉干燥，得到棕色透明溶液，過(guò)濾，濃縮，粗產(chǎn)品柱層析分離(石油醚∶二氯甲烷∶乙酸乙酯=16∶3∶1，v/v作為淋洗液)，Rf=0.36(石油醚∶二氯甲烷∶乙酸乙酯=7∶3∶2，v/v/v)，真空旋干，正戊烷反復(fù)超聲洗滌，過(guò)濾抽干，得到棕灰色粉末2化合物0.818 g，產(chǎn)率為87.0%。

1.2.5 5-五氟苯基-15-基取代卟啉合成

在500 mL 兩口圓底燒瓶中，將0.4 g (0.83 mmol)10-(五氟苯基)四吡咯烷與0.83 mmol的芳醛溶于200 mL 乙醇溶劑中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，攪拌約1 min 后，加入1 mL HCl+50 mL 蒸餾水，氮?dú)獯祾咧脫Q空氣3次后，常溫避光攪拌16 h。反應(yīng)停止后用200 mL三氯甲烷萃取，蒸餾水(100 mL ×3)，飽和的碳酸氫鈉100 mL 洗滌氯仿層，有機(jī)層用無(wú)水硫酸鎂干燥，過(guò)濾得到棕黑色透明溶液。向溶液中加入0.607 2 g (2.49 mmol)四氯苯醌(TCQ)回流1 h后，停止反應(yīng)，將所得物濃縮，硅膠柱層析分離(石油醚∶二氯甲烷=9∶1，v/v作為淋洗液)，Rf=0.34(石油醚∶二氯甲烷=1∶1，v/v)真空旋干，用二氯甲烷-甲醇重結(jié)晶，真空干燥箱烘干(溫度60 ℃)得到紫紅色固體4a至4f化合物。

1.2.6 中間體和目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)表征

二吡咯甲烷(1)[8]，白色固體，0.584 g產(chǎn)率40.0%。1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ 7.65 (s，2H，-NH-)，6.62-6.61 (m，2H，pyrrole-H1)，6.20-6.18 (m，2H，pyrrole-H2)，6.07 (s，2H，pyrrole-H3)，3.94 (s，2H，-CH2-)。13C NMR (100 MHz，CDCl3) δ 129.06，117.33，108.21，106.44，26.26。

10-五氟苯基四吡咯烷(2)，棕灰色固體，0.818 g產(chǎn)率87.0%。1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ 7.92 (s，2H，-NH-)，7.82 (s，2H，-NH-)，6.68 (s，2H，pyrrole-H1)，6.14 (d，2H，J=2.0 Hz，pyrrole-H8)，5.97 (s，2H，pyrrole-H7)，5.91 (s，2H，pyrrole-H3)，5.861 (s，2H，pyrrole-H2)，5.73 (s，1H，meso-H10)，3.92 (s，2H，meso-H5)。13C NMR (100 MHz，CDCl3) δ 146.21～145.97 (m)，143.77～143.79 (m)，139.10～138.85 (m)，136.64～136.27 (m)，129.42，128.71，127.57，117.15，108.51，107.70，106.84，106.24，33.21，26.50。19F NMR (376 MHz，CDCl3) δ -141.68 (dd，2F，J=1.5，23.31 Hz)，-155.87 (t，1F，J=21.81 Hz)，-161.26 (td，2F，J=8.27，22.94 Hz)。HRMS (ESI) 精確質(zhì)量計(jì)算值 C25H20F5N4[M+H]+：471.16081，實(shí)驗(yàn)值471.16136。

5-五氟苯基-15-對(duì)甲基苯基卟啉(4a)，紫色固體，0.0794 g產(chǎn)率16.9%。1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ 10.34 (s，2H，meso-H)，9.46 (d，2H，J=4.4 Hz，pyrrole-Hβ)，9.40 (d，2H，J=4.8 Hz，pyrrole-Hβ)，9.13 (d，2H，J=4.4 Hz，pyrrole-Hβ)，8.97 (d，2H，J=4.8 Hz，pyrrole-Hβ)，8.16 (d，2H，J=7.6 Hz，Phenyl-H)，7.63 (d，2H，J=7.6 Hz，Phenyl-H)，2.75 (s，3H，PhCH3)，-3.12 (s，2H，-NH-)。19F NMR (376 MHz，CDCl3) δ -136.68 (dd，2F，J=9.37，25.57 Hz)，-152.85 (t，1F，J=21.81 Hz)，-162.16 (td，2F，J=9.02，24.82 Hz)。HRMS (ESI) 精確質(zhì)量計(jì)算值 C33H20F5N4[M+H]+：567.16081，實(shí)驗(yàn)值567.16094。

5-(2，4，6-三甲基苯基)-15-五氟苯基卟啉 (4b) 紫色固體，0.0537 g產(chǎn)率10.9%。1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ 10.31 (s，2H，meso-H)，9.45 (d，2H，J=4.8 Hz，pyrrole-Hβ)，9.35 (d，2H，J=4.4 Hz，pyrrole-Hβ)，8.92 (d，2H，J=4.4 Hz，pyrrole-Hβ)，7.34 (s，2H，Phenyl-H)，2.67 (s，3H，PhCH3)，1.85 (s，6H，2PhCH3)，-3.09 (s，2H，-NH-)。19F NMR (376 MHz，CDCl3) δ -136.73 (dd，2F，J=9.02，26.70 Hz)，-152.86 (t，1F，J=22.18 Hz)，-162.19 (td，2F，J=9.02，25.19 Hz)。HRMS (ESI) 精確質(zhì)量計(jì)算值 C35H24F5N4[M+H]+：595.19211，實(shí)驗(yàn)值595.19197。

5-五氟苯基-15-(2，4，6-三甲氧基苯基)卟啉 (4c) 紫色固體，0.0522 g產(chǎn)率9.8%。1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ 10.27 (s，2H，meso-H)，9.43 (d，2H，J=4.4 Hz，pyrrole-Hβ)，9.34 (d，2H，J=4.4 Hz，pyrrole-Hβ)，9.02 (d，2H，J=4.4 Hz，pyrrole-Hβ)，8.94 (d，2H，J=4.4 Hz，pyrrole-Hβ)，6.63 (s，2H，Phenyl-H)，4.14 (s，3H，PhOCH3)，3.53 (s，6H，2PhOCH3)，-3.11 (s，2H，-NH-)。19F NMR (376 MHz，CDCl3) δ -136.70 (dd，2F，J=9.78，25.57 Hz)，-153.15 (t，1F，J=21.81 Hz)，-162.36 (td，2F，J=8.65，24.44 Hz)。HRMS (ESI) 精確質(zhì)量計(jì)算值 C35H24F5N4O3[M+H]+：643.176 86，實(shí)驗(yàn)值643.176 94。

5-(2，6-二甲氧基苯基)-15-(五氟苯基)卟啉 (4 d) 紫色固體，0.2052 g產(chǎn)率40.4%。1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ 10.28 (s，2H，meso-H)，9.43 (d，2H，J=4.4 Hz，pyrrole-Hβ)，9.34 (d，2H，J=4.4 Hz，pyrrole-Hβ)，9.02 (d，2H，J=4.4 Hz，pyrrole-Hβ)，8.95 (d，2H，J=4.4 Hz，pyrrole-Hβ)，7.79 (t，1H，J=8.4 Hz，Phenyl-H)，7.06 (d，2H，J=8.8 Hz，Phenyl-H)，3.55 (s，6H，2PhOCH3)，-3.10 (s，2H，-NH-)。19F NMR (376 MHz，CDCl3) δ -136.69 (dd，2F，J=9.40，25.19 Hz)，-153.11 (t，1F，J=21.43 Hz)，-162.33 (td，2F，J=9.40，25.19 Hz)。HRMS (ESI) 精確質(zhì)量計(jì)算值C34H22F5N4O2[M+H]+：613.16629，實(shí)驗(yàn)值613.16647。

5-(2，6-二氯苯基)-15-(五氟苯基)卟啉 (4e) 紫色固體，0.0761 g產(chǎn)率14.8%。1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ 10.34 (s，2H，meso-H)，9.45 (d，2H，J=4.4 Hz，pyrrole-Hβ)，9.41 (d，2H，J=4.4 Hz，pyrrole-Hβ)，8.97 (d，2H，J=4.0 Hz，pyrrole-Hβ)，8.91 (d，2H，J=4.4 Hz，pyrrole-Hβ)，7.85 (d，2H，J=7.6 Hz，Phenyl-H)，7.76 (t，1H，J=8.0 Hz，Phenyl-H)，-3.15 (s，2H，-NH-)。19F NMR (376 MHz，CDCl3) δ -136.68 (dd，2F，J=8.65，25.94 Hz)，-152.66 (t，1F，J=22.18 Hz)，-162.08 (td，2F，J=7.90，24.06 Hz)。HRMS (ESI) 精確質(zhì)量計(jì)算值 C32H16F5N4Cl2[M+H]+：621.067 22，實(shí)驗(yàn)值621.066 98。

5-(3，5-二叔丁基苯基)-15-(五氟苯基)卟啉 (4f) 紫色固體，0.0777 g產(chǎn)率14.1%。1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ 10.34 (s，2H，meso-H)，9.46 (s，2H，pyrrole-Hβ)，9.41 (s，2H，pyrrole-Hβ)，9.17 (s，2H，pyrrole-Hβ)，8.99 (s，2H，pyrrole-Hβ)，8.15 (s，2H，Phenyl-H)，7.89 (s，1H，Phenyl-H)，-3.04 (s，2H，-NH-)。19F NMR (376 MHz，CDCl3) δ -136.63 (dd，2F，J=7.52，23.69 Hz)，-152.86 (t，1F，J=21.06 Hz)，-162.14 (td，2F，J=8.27，23.69 Hz)。DEPT-135 (100 MHz，CDCl3) δ 132.78，131.79，131.41，130.01，128.62，121.18，105.68，31.56。HRMS (ESI) 精確質(zhì)量計(jì)算值 C40H34F5N4[M+H]+：665.270 36，實(shí)驗(yàn)值665.271 83。

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)條件優(yōu)化

首先，以二吡咯甲烷和五氟苯甲醛的縮合反應(yīng)為模型反應(yīng)，進(jìn)行反應(yīng)條件優(yōu)化，篩選結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 水相中不同條件下五氟苯甲醛與二吡咯甲烷的縮合反應(yīng)

眾所周知，反應(yīng)的核心是溶解度，基于二吡咯甲烷1本身在水中的溶解度有限，要使二吡咯甲烷與五氟苯甲醛的縮合反應(yīng)能夠在水相中順利進(jìn)行，就必須找到一種與水互溶的溶劑，在合適的比例下維持二吡咯甲烷在此共溶劑中有相當(dāng)?shù)娜芙舛?，而目?biāo)產(chǎn)物10-五氟苯基四吡咯烷在此共溶劑中溶解度很小，生成的10-五氟苯基四吡咯烷在此共溶劑中析出，從而使反應(yīng)不斷向右進(jìn)行。基于前期實(shí)驗(yàn)選擇較經(jīng)濟(jì)的乙醇作為共溶劑，0.12 mol/L鹽酸濃度作為初始實(shí)驗(yàn)的催化劑濃度，首先調(diào)查在純水中實(shí)驗(yàn)和TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)的情況，結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果一致，反應(yīng)24 h后始終沒(méi)有檢測(cè)到四吡咯烷的生成(表1中序號(hào) 1，紫外燈下二吡咯甲烷在薄板上呈現(xiàn)黃色熒光斑點(diǎn)，四吡咯烷為暗褐色熒光斑點(diǎn))，因此，乙醇作為共溶劑以不同的體積比例加入反應(yīng)體系中，乙醇的添加比例范圍從10%～60%，當(dāng)乙醇-水共溶劑比例過(guò)小時(shí)，反應(yīng)24 h后原料二吡咯甲烷大部分沒(méi)有消耗掉，TLC可以監(jiān)測(cè)到10-五氟苯基四吡咯烷的生成(表1中序號(hào) 2、3)，當(dāng)提高乙醇與水的共溶劑比例達(dá)到40:60時(shí)，反應(yīng)經(jīng)歷12 h，TLC監(jiān)測(cè)有80%的二吡咯甲烷消耗掉了，相應(yīng)的四吡咯烷的產(chǎn)率僅僅達(dá)到31%左右(表1中序號(hào) 4)，受此鼓舞，當(dāng)提高乙醇與水的共溶劑比例達(dá)到50：50時(shí)，二吡咯甲烷能夠在6 h內(nèi)完全消耗掉，并且10-五氟苯基四吡咯烷的柱層析分離收率達(dá)到60%左右(表1中序號(hào) 5)，當(dāng)增加鹽酸催化劑的濃度時(shí)，發(fā)現(xiàn)二吡咯甲烷很快消耗完(表1中序號(hào)6)，四吡咯烷的產(chǎn)率也有相應(yīng)提高，當(dāng)把鹽酸濃度提高到0.3 mol/L，二吡咯甲烷在1 h內(nèi)就可以消耗掉，并且10-五氟苯基四吡咯烷的收率達(dá)到89%(表1中序號(hào)7)，控制實(shí)驗(yàn)表明，反應(yīng)體系不加鹽酸，此縮合反應(yīng)不發(fā)生(表1中序號(hào)8)，繼續(xù)增加鹽酸濃度到0.48 mol/L，并沒(méi)有得到更好的結(jié)果，10-五氟苯基四吡咯烷產(chǎn)物的分離收率開(kāi)始有明顯下降(表1中序號(hào)9)，更高濃度鹽酸加入可能導(dǎo)致其它寡聚物的生成。從而四吡咯烷分離收率有明顯下降。此外，當(dāng)共溶劑比例增加時(shí)，10-五氟苯基四吡咯烷的分離收率反而下降明顯(表1中序號(hào)10)。在此共溶劑條件下，10-五氟苯基四吡咯也可能有一定的溶解度，出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，導(dǎo)致10-五氟苯基四吡咯烷的分離收率明顯下降。最優(yōu)的的反應(yīng)條件如下：50%的乙醇水溶液作為共溶劑，鹽酸的濃度為0.30 mol/L，相應(yīng)的10-五氟苯基四吡咯烷柱層析分離收率達(dá)到87%。

接著，在水相中合成卟啉就成了著手準(zhǔn)備的工作，以10-五氟苯基四吡咯烷和對(duì)甲基苯甲醛的縮合反應(yīng)為模型反應(yīng)，篩選最佳反應(yīng)條件，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 水相中不同條件下對(duì)甲基苯甲醛與10-五氟苯基四吡咯烷的縮合反應(yīng)

同樣在實(shí)驗(yàn)前，經(jīng)過(guò)分析可知，10-五氟苯基四吡咯烷在1∶1的乙醇水共溶劑中的溶解度有限，要使10-五氟苯基四吡咯烷與芳醛在水相中能進(jìn)行縮合反應(yīng)，就必須提高共溶劑比例，使反應(yīng)原料盡可能在均相中反應(yīng)，這樣縮合反應(yīng)就會(huì)進(jìn)行，最終的卟啉原就會(huì)從共溶劑中析出而使反應(yīng)不斷地向右進(jìn)行，正如可預(yù)計(jì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，較低的共溶劑比例(表2中序號(hào) 1至5)，反應(yīng)24 h，幾乎得不到想要的目標(biāo)產(chǎn)物(肉眼下卟啉原呈現(xiàn)一個(gè)清晰粉紅色熒光斑點(diǎn)，卟啉為深紅色熒光斑點(diǎn))，經(jīng)過(guò)對(duì)反應(yīng)條件優(yōu)化，當(dāng)把共溶劑比例提高到4∶1時(shí)，鹽酸濃度降低至0.048 mol/L，4a獲得最好的收率16.9%(表2中序號(hào)6)，再繼續(xù)降低鹽酸的濃度，反而原料10-五氟苯基四吡咯烷在給定的24 h內(nèi)消耗不完(表2中序號(hào)7)。最終的水相合成卟啉原的優(yōu)化條件如下：4∶1的乙醇水作為共溶劑，鹽酸的濃度為0.048 mol/L，室溫下避光反應(yīng)24 h。

在相應(yīng)優(yōu)化條件下，其它位阻芳醛給予測(cè)試，2，4，6-三甲基苯甲醛，2，4，6-三甲氧基苯甲醛，2，6-二甲氧基苯甲醛，2，6-二氯苯甲醛和3，5-二叔丁基苯甲醛都可以以可觀的產(chǎn)率獲得相應(yīng)的卟啉。

2.2 反應(yīng)機(jī)理推測(cè)

這個(gè)反應(yīng)機(jī)理如圖2所示，五氟苯甲醛羰基氧在鹽酸催化下質(zhì)子化，有利于二吡咯甲烷α碳進(jìn)攻生成傅克烷基化中間體再質(zhì)子化失水生成中間體A，另一分子的二吡咯甲烷α碳進(jìn)攻中間體A，失質(zhì)子生成10-五氟苯基四吡咯烷2。同樣在生成的卟啉原的過(guò)程中，芳醛醛羰基氧在鹽酸催化下質(zhì)子化，有利于10-五氟苯基四吡咯烷2的吡咯α碳進(jìn)攻生成傅克烷基化中間體再質(zhì)子化失水生成中間體B，10-五氟苯基四吡咯烷2的另一吡咯α碳進(jìn)攻中間體B，失質(zhì)子生成5-五氟苯基-15-芳基取代卟啉原。

圖2 假定的機(jī)理

3 結(jié)論

(1)本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在80%的乙醇水溶液中，0.048 mol/L鹽酸催化下，室溫下5-(五氟苯基)四吡咯甲烷可以與另一分子的芳醛發(fā)生縮合反應(yīng)，生成卟啉原繼而氧化生成Trans-AB卟啉;通過(guò)上述方法成功合成了6種未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的Trans-AB位阻卟啉，并且通過(guò)核磁氫譜、核磁碳譜、核磁氟譜和高分辨質(zhì)譜確證了相應(yīng)化合物結(jié)構(gòu)。

(2)上述催化體系具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)簡(jiǎn)單、底物適用范圍廣、原料廉價(jià)易得等優(yōu)點(diǎn)，在卟啉的仿生催化劑設(shè)計(jì)及合成方面具有重要的應(yīng)用前景和實(shí)用價(jià)值。