2-(3-吲哚)咪唑[4,5-f]1,10-邻菲罗啉配体的合成及铅配合物的合成、晶体的结构解析

论文总字数：11602字

摘 要

：以1, 10-邻菲罗啉-5, 6二酮与3-吲哚甲醛反应制备得2-(3-吲哚)咪唑[4, 5-f]1, 10-邻菲罗啉衍生物L，L与Pb(CH₃COO)₂·3H₂O、对苯二甲酸在水热条件下反应，制得铅的配合物。配合物晶体采用单晶 X 射线衍射仪于室温下收集衍射数据，晶体结构由SHELXS-97 程序解出，结果表明，该配合物属于Monoclinic晶系，P2(1)/c空间群，晶胞参数为：a = 8.9463 (7) Å, b = 21.0746 (16) Å, c = 22.5331 (18) Å, α = 90.00°, β = 95.985(2)°, γ = 90.00°，R indices [I ＞ 2σ (I)]：R1 = 0.0487，R2 = 0.0799。

关 键 词：2-(3-吲哚)咪唑[4, 5-f]1, 10-邻菲罗啉，配合物，晶体结构

Abstract: 1, 10 - phenanthroline -5, 6-dione reacted with 3 - formaldehyde indole to give 2 - (3 - indolyl) imidazole [4, 5-f] 1, 10 - phenanthroline derivatives L, L and Pb (CH₃COO) ₂ • 3H₂O, terephthalic acid reaction under hydrothermal conditions, to obtain lead complexes. The crystal using single-crystal X-ray diffraction diffraction data collected at room temperature, the crystal structure of the SHELXS-97 program solved, the results show that the complex belongs to Monoclinic crystal system, P2 (1) / c space group, unit cell parameters is: a = 8.9463 (7) Å, b = 21.0746 (16) Å, c = 22.5331 (18) Å, α = 90.00 °, β = 95.985 (2) °, γ = 90.00 °, R indices [Igt; 2σ (I)]: R1 = 0.0487, R2 = 0.0799.

Key words：2 - (3 - indole) imidazole [4, 5 - f] 1, 10 - phenanthroline,complexes,

crystal structure

目 录

1 前言 3

2 实验部分 4

2.1 原料 4

2.2 实验设备仪器 4

3 合成方法和表征 5

3.1 配体L的合成 5

3.2 配合物的合成 5

4 晶体结构 5

4.1 晶体结构的测定 5

4.2 晶体结构的描述 6

4.3 配合物的光学性质 10

4.3.1 配合物的红外光谱 10

4.3.2 配合物的吸收光谱 11

4.3.3 配体的发射光谱 12

5 配合物的热稳定性 12

结论 14

参考文献 15

致谢 16

1 前言

l，10-邻菲罗啉作为重要配体，在近年来备受关注，其衍生物在许多领域有着重要的作用。近年在超分子化学^[1]应用中，l，10-邻菲罗啉作为一个重要的结构单元，对超分子化学的发展起了很大的作用，很多结构新颖的超分子配合物都包含有 1，10-邻菲罗啉结构单元。分析化学的应用中，它可以被用来检测阴阳离子；在材料化学中的应用突出的表现在晶体工程学和超分子化学中，多孔有机金属框架的合成引起了广泛的兴趣，这类材料不仅结构精巧，而且它的很多意想不到的性质在多领域有着潜在的应用，如：磁性、储气、分子识别、光致荧光等。1，10-邻菲罗啉及其衍生物不管是处于自由态还是处于与金属络合态，对很多生物体系都表现出一定的干扰作用^[2] ，其镉的配合物具有抑菌作用^[3]，其衍生物作为生命科学研究中的化学核酸酶，其金属配合物可以用于临床医学的抗癌药物。 1，10-邻菲罗啉的衍生物在众多的领域有如此大的用处，是由于 l，10 -邻菲罗啉衍生物的分子骨架较为独特^[4], l，l0-邻菲罗啉的分子属于很强的刚性结构分子，具有很好的共轭性，其分子中两N原子位于两个相邻位置，两个N原子之间的距离是固定的，而1，10-邻菲罗啉环自身又是很好的兀电子受体，当其与金属离子发生配位反应时易形成反馈兀键，因而易与重金属离子及过渡金属离子配位^[5]，形成单配体金属配合物，从而起到稳定低价态金属离子的作用^[6]。其与稀土金属离子形成的配合物不仅具有较长的荧光寿命^[7]，而且具有较好的生物活性，因而既可以作为很好的发光材料，也是临床医学上用于治疗癌症的药物的重要成分之一。在复杂的多元配体配合物中，l，10-邻菲罗啉的引入不仅大大增强了配合物的稳定性，还能得到结构独特、性能新颖的新型材料。另外，l，10-邻菲罗啉作为配体的优越性还突出的表现在其分子具有很强的可修饰性。在l，10-邻菲罗啉不同位置引入不同的官能团和取代基，可得到许多不同的衍生物，从而使邻菲罗啉分子的配位结构改变，丰富这类配体的类别，增强了其在各领域尤其是光学材料领域的应用价值。比如，张丽影等人在以1，10-邻菲罗啉为基体的新型配体研究进展中^[8]就对近年来的邻菲罗啉的修饰情况及其衍生物的修饰情况进行了综述，表明l，10-邻菲罗啉较好的可修饰性，而且对其进行的2，9位、3，8位、5，6位及4，7位等的修饰得到了新型的配体，在光化学、电化学方面表现出了良好的应用潜力。

由于铅离子的毒性及其对人类智力具有负面影响,人们对铅元素的化学研究一直没有中断过。找到相关的铅(Ⅱ)离子有效配体可用来设计各种铅中毒解毒剂。因此，合成各种与铅(Ⅱ)离子能形成稳定配合物、从而解除其毒性的有机配体具有重要的意义，淮阴师范学院赵朴素教授对二(吡啶-3-甲酸)铅(Ⅱ)金属配合物进行了密度泛函理论研究,，结果表明此配合物可能起到了减小铅（Ⅱ）对人体毒害的作用^[9]。由此看来，配合物在环境方面的影响力不容忽视。

本文中对l，10-邻菲罗啉进行了修饰，将1,10-邻菲罗啉氧化得到1,10-邻菲罗啉-5,6-二酮，再将其与3-吲哚甲醛反应合成了2-(3-吲哚)咪唑[4, 5-f]1, 10-邻菲罗啉(L)，L具有多个配位点，易与金属离子形成配合物，实现金属和配体的协同作用；最后将L作为配体，与Pb ( CH₃COO ) ₂· 3 H₂O水热反应得到配合物及其晶体结构。配合物具有较大的共轭体系，可以实现对光的较宽范围的吸收。

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