卟啉（英語：Porphyrin）是一類由四個(gè)吡咯類亞基的α-碳原子通過次甲基橋（=CH-）互聯(lián)而形成的大分子雜環(huán)化合物。其母體化合物為卟吩（porphin，C20H14N4），有取代基的卟吩即稱為卟啉。卟啉環(huán)有26個(gè)π電子，是一個(gè)高度共軛的體系，并因此顯深色。“卟啉”一詞是對(duì)其英文名稱porphyrin的音譯，其英文名則源于希臘語單詞，意為紫色，因此卟啉也被稱作紫質(zhì)。卟吩舊稱“?”，因此，卟啉舊稱“?族化合物”。

許多卟啉以與金屬離子配合的形式存在于自然界中，如含有二氫卟吩與鎂配位結(jié)構(gòu)的葉綠素以及與鐵配位的血紅素。人體內(nèi)卟啉積累過多時(shí)會(huì)造成卟啉病，也稱紫質(zhì)癥。

性質(zhì)

卟啉環(huán)的編號(hào)方式見上圖。習(xí)慣命名是將5,10,15,20位稱為meso位（間），將1,4,6,9,11,14,16,19位稱為alpha位（α），將2,3,7,8,12,13,17,18位稱為beta位（β）。

卟啉的大分子環(huán)是一個(gè)24中心26電子的體系，符合休克爾規(guī)則中的4n+2通式，因此具有芳香性。卟啉自由堿的中心氮原子可以與+2或+3價(jià)的金屬陽離子配位，兩個(gè)氮上的氫原子被金屬取代，生成金屬卟啉。通常把它們及其衍生物稱為金屬卟啉化合物。其反應(yīng)通式如下：

四苯并四氮雜卟啉類化合物由苯酐與尿素在氯化亞銅存在下發(fā)生縮合制得，呈藍(lán)色，一般稱為酞菁。其分子中四個(gè)異吲哚環(huán)的氮原子可以與金屬離子在中心發(fā)生配位，生成金屬酞菁。金屬酞菁化合物色澤鮮艷耐曬，耐熱性能優(yōu)良，著色力強(qiáng)，是很常用的顏料和染料。

以卟啉作為結(jié)構(gòu)單元的超分子是目前分子器件研究的主要方向之一。meso-四苯基卟啉的氯化鐵配合物（TPPFeCl）是一個(gè)有機(jī)合成試劑。卟啉的衍生物有：咕啉、二氫卟吩（2,3-二氫卟啉）、菌綠素、F430（鎳四吡咯）等。

合成方法

實(shí)驗(yàn)室合成

對(duì)甲基苯甲醛與吡咯在丙酸中回流反應(yīng)后得到的meso-四（對(duì)甲苯基）卟啉晶體。

實(shí)驗(yàn)室中，卟啉通常是用取代醛類和吡咯在酸中的縮合反應(yīng)來合成的，并且一般需要用路易斯酸催化。反應(yīng)的產(chǎn)率不高，反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物，可以通過柱色譜法除去。卟啉環(huán)與金屬鹽（如溴化亞鐵）作用，可以得到相應(yīng)的鍵聯(lián)金屬卟啉。

這個(gè)合成卟啉的方法一般被稱為羅斯曼法（Rothemund）或阿德勒法（Adler）。1936年Rothemund首先合成四苯基卟啉（TPP），他采用吡啶為溶劑，使苯甲醛和吡咯在封管中加熱反應(yīng)數(shù)十小時(shí)，產(chǎn)率極低，并且可以參與反應(yīng)的苯甲醛衍生物很少。后來，這個(gè)方法被Adler和Longo作了深入研究[5]，改為用丙酸作介質(zhì)，使芳香醛與吡咯回流反應(yīng)后，冷卻、過濾，濾餅用熱水和甲醇分別洗滌，真空干燥晶體，得到卟啉。與Rothemund的方法相比，這個(gè)改進(jìn)法可以獲得較高產(chǎn)率（20%）的卟啉，操作簡(jiǎn)單，適用的取代苯甲醛也較多，因此一直沿用至今。

間-四烷基卟啉可由相應(yīng)醛（比烷基多一個(gè)碳）與吡咯縮合而得?；亓鞣磻?yīng)后要用醌類（如DDQ）或其他氧化劑將產(chǎn)生的卟啉原氧化為卟啉?？捎脤?duì)甲苯磺酸作縮合的催化劑。

生物合成

生物體內(nèi)的卟啉合成以檸檬酸循環(huán)中的琥珀酰CoA與甘氨酸作原料。兩者發(fā)生Claisen縮合并脫羧生成δ-氨基乙酰丙酸（ALA），然后兩分子的δ-氨基乙酰丙酸縮合，生成含一個(gè)吡咯環(huán)的膽色素原（PBG）。膽色素原脫氨酶作用下，四分子的膽色素原反應(yīng)得到羥甲基膽素（HMB），繼續(xù)反應(yīng)得到尿卟啉原Ⅲ，構(gòu)建出四吡咯環(huán)系的框架。尿卟啉原Ⅲ之后又先后轉(zhuǎn)化為糞卟啉原Ⅲ、原卟啉原Ⅸ和原卟啉Ⅸ，并在這里分出了血紅素和葉綠素的合成系統(tǒng)。