Porphyrine, Derivate des Porphins. Nach Art und Anzahl der Substituenten werden die einzelnen P. durch Präfixe unterschieden (Abb.). Die Verteilung der Substituenten auf die Pyrrolringe wird durch eine nachgestellte römische Ziffer charakterisiert. Die meisten natürlich vorkommenden P. leiten sich vom Protoporphyrin IX ab. Porphyrinogene sind P. mit vollständig hydrierten Brücken (Methylen- statt Methinbrücken zwischen den Pyrrolringen). Diese Hexahydroporphyrine treten als Zwischenprodukte bei der enzymatischen und chemischen Porphyrinsynthese auf. Ein partiell im Ring D hydriertes Dihydroporphyrin wird als Chlorin bezeichnet. Eng verwandt mit den P. ist das Corrin.

Porphyrine. Abb.: Porphin (a: Numerierung nach H. Fischer; b: Numerierung nach der IUPAC-IUB)

Ce = Carboxyethyl; Cm = Carboxymethyl; E = Ethyl; M = Methyl; V = Vinyl

Die Biosynthese der P. geht aus von δ-Aminolävulinsäure und verläuft über das Pyrrolderivat Porphobilinogen, das dann entweder zu den Corrinoiden oder zum Uroporphyrinogen III cyclisiert wird. Die weiteren Derivate entstehen durch enzymatische Umwandlung der Substituenten in Stellung 2, 3, 7, 8, 12 und 18, wobei der Carboxymethylrest zur Methylgruppe, der Carboxyethylrest zur Ethyl- oder Vinylgruppe wird, und anschließende Oxidation des Ringsystems zum P.

Die P. bilden mit zahlreichen Metall-Ionen Komplexe vom Chelattyp. Die Stabilität der Komplexe entspricht etwa folgender Reihenfolge der Zentralatome: Pt(II) > Ni(II) > Co(II) > Cu(II) > Fe(II) > Zn(II) > Mg(II). Metalloporphyrine sind von außerordentlicher biologischer Bedeutung. Zu den Fe-Komplexen der P. gehören die sauerstoffübertragenden und -speichernden Hämoglobine sowie die elektronenübertragenden Cytochrome. Die Chlorophylle sind Mg-Komplexe. Ligand ist das Chlorin. In Bakterien kommen als Liganden auch Tetrahydroporphyrine, das Bacteriochlorin und das Isobacteriochlorin, vor. Die Verbindungen der Vitamin-B₁₂-Gruppe sind Co-Komplexe des Corrins. Die Farbe mancher tropischer Vögel wird durch Cu-Porphyrin-Komplexe hervorgerufen.