Порфирины — природные и синтетические тетрапиррольные соединения, формально — производные порфина, макроцикла, образованного четырьмя пиррольными ядрами, соединёнными по α-положениям четырьмя метиновыми группами[1].
Порфирины — это предшественники гема, лишены железа. У животных избыточное накопление их в крови сопровождается развитием гемолитической анемии и спленомегалии, коричнево-жёлтой или почти чёрной пигментацией почек, костяка и дентина зубов (у свиней и крупного рогатого скота).[2]
Синтез порфиринов в лабораторных условиях обычно производят в равновесных условиях путём конденсации соответствующих альдегида и пиррола с последующим окислением получившегося хлорина. Например, при получении 5,10,15,20-тетрафенилпорфирин получают конденсацией 1 экв. бензальдегида с 1 экв. пиррола в присутствии каталитических количеств кислоты Льюиса (фторид бора, п-толуолсульфокислота…). На этой стадии происходит образование частично восстановленного порфирина (порфириногена) в виде нескольких таутомеров. Обычно их не выделяют, а в том же растворителе окисляют. Так как реакция образования порфириногена обратима, необходимо чёткое соблюдение временного и температурного режима. Кроме того, растворитель не должен содержать воду — она сдвигает равновесие в сторону исходных веществ.
На сегодняшний день это самый эффективный метод синтеза порфиринов. Относительно высокий выход и мягкие условия позволяют синтезировать таким методом широкий спектр симметричных и несимметричных порфиринов. Минусами метода являются необходимость больших разбавлений (10−2 — 10−3 М) и высокие требования к чистоте реагентов, к содержанию воды и к соблюдению условий эксперимента.
Второй путь — последовательное или конвергентное получение дипирролилметанов с последующей циклизацией. Финальная стадия в этом методе та же — окисление до получения ароматической порфириновой структуры. Этот метод позволяет производить хемоселективный синтез несимметричных порфиринов.
Несимметричная функционализация порфиринов проявляет низкую региоселективность, и поэтому почти не производится.