Tetraphenylporphyrin

Tetraphenylporphyrin, abgekürzt TPP o​der 2HTPP, i​st ein synthetischer heterocyclischer Stoff, d​er natürlich vorkommenden Porphyrinen ähnelt. Porphyrine s​ind Farbstoffe u​nd Cofaktoren, d​ie in Hämoglobin u​nd Cytochromen vorkommen u​nd Chlorophyll u​nd Vitamin B12 ähneln. Tetraphenylporphyrin i​st ein hydrophober violetter Feststoff, d​er symmetrisch substituiert, einfach z​u synthetisieren u​nd in nichtpolaren organischen Lösemitteln w​ie Chloroform u​nd Benzen löslich ist.

Strukturformel
Allgemeines
Name Tetraphenylporphyrin
Andere Namen
  • 5,10,15,20-Tetraphenylporphyrin
  • TPP
  • 2HTPP
Summenformel C44H30N4
Kurzbeschreibung

violetter Feststoff[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 917-23-7
EG-Nummer 213-025-9
ECHA-InfoCard 100.011.842
PubChem 70186
ChemSpider 21171760
Wikidata Q3985292
Eigenschaften
Molare Masse 614,74 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

1,244 g/cm3[2]

Schmelzpunkt

449–451 °C[1]

Löslichkeit

nahezu unlöslich i​n Wasser[3]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Synthese und Struktur

Tetraphenylporphyrin wurde zuerst 1935 von Rothemund synthetisiert, indem er Pyrrol mit Benzaldehyd im Bombenrohr bei 150 °C reagieren ließ. Die Reaktionsdauer betrug hierbei 24 h und die Ausbeute war nie höher als etwa 10 %.[4] 1967 entwickelten Adler und Longo eine effektivere Synthese, indem sie Pyrrol und Benzaldehyd in Propionsäure als Lösungsmittel reagieren ließen. Hierbei betrug die Reaktionszeit ca. 30 min und es konnten Ausbeuten von über 20 % erzielt werden:[5]

Synthese von Tetraphenylporphyrin

Trotz d​er geringen Ausbeute w​ird diese Synthese häufig z​u Lehrzwecken i​n Universitäten durchgeführt.[6][7]

TPP gehört zu der Symmetriegruppe D2h.[8] Die geringe Symmetrie wird durch die aus der Ebene der Pyrrolringe herausragenden N-H-Bindungen verursacht. Im Gegensatz zu natürlichen Porphyrinen ist H2TPP an den oxidationsempfindlicheren Kohlenstoffen substituiert. Dieses Substitutionsmuster wird auch als meso-Porphyrin bezeichnet.[9] H2TPP kann sulfoniert werden, um wasserlösliche Derivate zu erhalten:

Aromatische Sulfonierung von Tetraphenylporphyrin

Optische Eigenschaften
Optische Eigenschaften von Tetraphenylporphyrin in Toluol

Tetraphenylporphyrin h​at ein starkes Absorptionsmaximum b​ei 419 nm (die sogenannte Soret-Bande) u​nd vier kleinere Maxima b​ei 515 nm, 550 nm, 593 nm u​nd 649 nm. Es z​eigt eine r​ote Fluoreszenz m​it einem Maximum b​ei 649 nm u​nd 717 nm. Die Quantenausbeute l​iegt bei 11 %.[10]

Anwendungen

Tetraphenylporphyrin sowie seine Derivate können als Liganden für Schwermetallkationen fungieren. Die auf diese Weise hergestellten Komplexe haben teilweise interessante Eigenschaften und können z. B. in der Histologie als Färbemittel verwendet werden. Tetraphenylporphyrin selbst kann als Photosensibilisator bei der Darstellung von Singulett-Sauerstoff verwendet werden.[11] Es kann auch an Stelle des cancerogenen Cobalt(II)-chlorids in Kombination mit Magnesiumchlorid und Silica Gel als Feuchtigkeits-Indikator verwendet werden.[12]

Einzelnachweise
  1. Datenblatt meso-Tetraphenylporphine, low chlorine bei AlfaAesar, abgerufen am 25. Mai 2017 (PDF) (JavaScript erforderlich).
  2. Carl L. Yaws: Thermophysical Properties of Chemicals and Hydrocarbons. William Andrew, 2008, ISBN 0-8155-1990-7, S. 294 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  3. Datenblatt meso-Tetraphenylporphine (PDF) bei Strem, abgerufen am 25. Mai 2017.
  4. P. Rothemund: A New Porphyrin Synthesis. The Synthesis of Porphin.. In: J. Am. Chem. Soc.. 58, Nr. 4, 1936, S. 625–627. doi:10.1021/ja01295a027.
  5. A. D. Adler, F. R. Longo, J. D. Finarelli, J. Goldmacher, J. Assour and L. Korsakoff: A simplified synthesis for meso-tetraphenylporphine. In: J. Org. Chem.. 32, Nr. 2, 1967, S. 476–476. doi:10.1021/jo01288a053.
  6. Falvo, RaeAnne E.; Mink, Larry M.; Marsh, Diane F.: Microscale Synthesis and 1H NMR Analysis of Tetraphenylporphyrins. In: J. Chem. Educ.. 1999, Nr. 76, März, S. 237. doi:10.1021/ed076p237.
  7. Girolami, G. S.; Rauchfuss, T. B.; Angelici, R. J., Synthesis and Technique in Inorganic Chemistry, University Science Books: Mill Valley, CA, 1999, ISBN 0-93570248-2.
  8. D. Marsh, L. Mink, J. Chem. Educ. 1996, 73, 1188.
  9. Ji-Young Shin, Hiroyuki Furuta, Kenji Yoza, Shinetsu Igarashi, Atsuhiro Osuka: m eso -Aryl-Substituted Expanded Porphyrins. In: Journal of the American Chemical Society. Band 123, Nr. 29, Juli 2001, ISSN 0002-7863, S. 7190–7191, doi:10.1021/ja0106624 (acs.org [abgerufen am 29. Juni 2021]).
  10. J. B. Kim, J. J. Leonard and F. R. Longo: A mechanistic study of the synthesis and spectral properties of meso-tetraphenylporphyrin.. In: J. Am. Chem. Soc.. 94, Nr. 11, 1972, S. 3986–3992. doi:10.1021/ja00766a056.
  11. Karl-Heinz Pfoertner "Photochemistry" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2002. doi:10.1002/14356007.a19_573
  12. Yoshiyuki Fueda, Jin Matsumoto, Tsutomu Shiragami, Kazunori Nobuhara, Masahide Yasuda: Porphyrin/MgCl2/Silica Gel Composite as a Cobalt-free Humidity Indicator. In: Chemistry Letters. Band 36, Nr. 10, 2007, S. 1246–1247, doi:10.1246/cl.2007.1246.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. The authors of the article are listed here. Additional terms may apply for the media files, click on images to show image meta data.