石油中存在多种金属元素,其中镍、钒元素含量最多、影响最大。一方面, 含镍、钒元素的化合物作为重要的生物标志物, 可以描述地下有机质与天然物之间广泛的联系, 为石油勘探与油田价值评估提供重要的理论指导; 另一方面,镍、钒元素易造成石油加工工艺催化剂的失活, 具有极大的负面影响。因此, 了解原油中镍化合物和钒化合物的存在形态, 可以为石油资源的勘探以及高效利用提供重要的指导。
镍卟啉和钒卟啉是石油中最早被发现的有机镍、钒化合物。利用紫外‐可见吸收光谱(UV‐vis)和质谱(MS)技术, 在石油中共发现了初卟啉(ETIO) 、脱氧叶红初卟啉(DPEP)、玫红初卟啉(Rhodo‐ETIO) 、玫红脱氧叶红初卟啉(Rhodo‐DPEP)、
双环脱氧叶红初卟啉(Di‐DPEP)和玫红双环脱氧叶红初卟啉(Rhodo‐Di‐DPEP)等6 种N4 VO 类常规卟啉。其中, ETIO 型和DPEP 型卟啉是2 类最常见的卟啉,其等效双键数(DBE)分别为17 和18。钒卟啉在UV‐vis 中具有明显的特征吸收峰,因此UV‐vis 是目前钒卟啉定量分析最有效的手段。但是, UV‐vis 对钒卟啉的定量分析易受到溶剂效应、环外取代基效应和配位及缔合效应等因素的影响而产生偏差。UV‐vis 的定量分析结果表明, 以卟啉形式存在的钒元素的质量只占石油中钒元素总质量的20% ~ 50%。这表明石油中大部分的钒化合物在UV‐vis 下没有响应。这部分在UV‐vis 下没有响应的钒化合物被定义为“非卟啉” 。
由由于缺乏合适的表征手段, 对“非卟啉”的研究主要依赖于X 射线吸收光谱, 但其描述的仅仅是“非卟啉”的平均结构信息, 无法从分子层次认知“非卟啉” 。Loos 等、Poncet 等和Berthe 等利用X 射线吸收光谱来分析“非卟啉”化合物, 结果表明石油中的“非卟啉”依然具有常规卟啉的结构单元,但其具体的结构信息未知。