均苯四唑羧酸的制备及Ca（Ⅱ）配合物的合成
均苯四唑羧酸的制备及Ca（Ⅱ）配合物的合成[20200412222715]
摘 要
本文以均苯三甲酸和SOCl2为原料在THF中反应得到均苯酰氯，再与氨水反应得到均苯酰胺；再用均苯酰胺与SOCl2反应生成均苯三腈;利用均苯三腈与叠氮钠、氯化铵在DMF中加热回流反应得到均苯四唑，最后用均苯四唑在丙酮和三乙胺的溶液中与溴乙酸乙酯反应生成均苯四唑乙酸乙酯，并且将该衍生物水解。将水解的衍生物溶液与Ca（Ⅱ）的金属盐在各种条件下反应，最终得到理想的金属配合物.利用晶体培养技术获得适合X-射线单晶衍射仪测试的单晶。解析晶体结构并进行结构讨论。将合成的碱土金属离子配合物进行红外分析与单晶衍射分析，确定它们的结构，测试它们的物理性质。配合物晶体的相关数据：分子式：31 CaN 14 ，相对分子质量：752.53，群空间p-1，a =10.988 (2) ?，b=11.080 (2) ?，c=17.179 (3) ?，V=1949.4 (6) ?3,Z=2。
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关键字:均苯四唑配合物红外单晶
目录
1.引言 1
1.1配位化学简介 1
1.1.1配位化学基本概念及其发展简史 1
1.1.2配合物的结构和性质 1
1.1.3多孔配位聚合物 3
1.2含氮杂环化合物 4
1.2.1含氮杂环化合物性能及应用 4
1.3四唑化合物 5
1.3.1四唑的合成、性质及其应用 5
1.3.2四唑类配合物及其简介 6
1.3.3四唑羧酸配合物 8
2实验部分 12
2.1仪器与药品 12
2.1.1主要实验仪器 12
2.1.2主要药品及物理性质 12
2.2实验步骤 13
2.2.1均苯酰胺的合成 13
2.2.2均苯三腈的合成 14
2.2.3均苯四唑的合成 15
2.2.4均苯四唑接乙酸乙酯的合成 16
2.2.5均苯四唑三乙酸的合成 17
2.3配合物的合成 17
2.3.1配合物的合成 17
2.4晶体结构的测定 17
2.4.1晶体结构的测定 17
2.4.2晶体结构数据 18
3.实验结果与讨论 20
3.1配合物合成条件的讨论 20
3.1.1配合物合成方法探索 20
3.2红外光谱分析 21
3.2.1均苯三酰胺的图谱分析 21
3.2.2均苯三腈的图谱分析 22
3.2.3均苯四唑的图谱分析 22
3.2.4均苯四唑乙酸乙酯的图谱分析 23
3.2.5晶体图普分析 24
3.3晶体结构分析 24
3.4配合物的荧光性质 27
4.结论 28
参考文献 29
致谢 30
1.引言
1.1配位化学简介
1.1.1配位化学基本概念及其发展简史
早在16世纪几经开始有人发现了配合物这一存在，到了18世纪，配位化合物已经在人类社会中开始应用了。19世纪中叶，配合物的成键和反应性便已经有了比较明确的解释了。而配位化学作为一门独立的分支科学，大致形成与20世纪四十年代中期。但是1798年，法国化学家Tassaert制备的钴氨橙黄盐却是明确作为第一个配位化合物而载入化学文献的【1】。在接下来的一个多世纪中，许多化学家又逐渐合成和表征了许多配合物。现代的配位化学理论是由德国化学家Alfred Werner提出的“Werner配位理论”奠定了配位化学研究的基础和指南，因而他也被誉为配位化学之父。
现在的配位化学是研究配体和中心金属原子形成的配合物（包括分子、生物大分子和超分子）以及配体和中心金属原子组成的凝聚态的组成、结构、性质、化学反应及其规律和应用的一门学科。目前，配位化学研究已经达到了很前沿的水平，这不得不归功于众多研究人员对配位化合物的探索和努力，以及众多先辈配位化学家的贡献。
1.1.2配合物的结构和性质
配位聚合物是指由配体和配位金属离子之间经过自由组装而形成的一类具有高度规整结构的聚合物。这些配合物的网络结构多种多样，主要分为金属有机化合物，簇合物，大环配合物和含有过渡金属离子的超分子组装（多核配合物）。
金属有机化合物按结构来看通常有以下三种：R-M, R-M-R, R-M-X (其中R为有机基团，M为金属离子）。从其中可以看出，金属有机化合物的特征是含有一个或多个金属-碳键。金属-碳键是一种极性键，是由共价和离子结构的共振杂化所表现出来的。金属有机化合物中的一些重要的键合模式如图1所示[2]：
图1 ：一些重要的金属有机化合物键合模式
簇合物的定义是含有金属-金属键（M-M）的化合物，金属有较低的表观氧化态是能够形成金属-金属键的先决条件之一。一般来说，第一过渡系列的金属不利于形成簇合物。
大环配合物主要归属于生物无机化学，常见的大环配体经过特殊设计合成一些新型的大环配体，并且研究出将双环或者三环配体用在酶和蛋白质金属活性中心，用来模拟一些配合物的合成。
超分子化学的发展起因是由于人们积极的探索复杂的高对称性结构和这些结构在医学、化学技术、材料科学中的应用。这些结构因为含有过渡金属离子，所以具有独特的光学、磁学性质。其中最引人瞩目的是双螺旋结构的研究。而典型的生物双螺旋结构就是DNA。而对于这类结构研究目标就是要创造新的含有过渡金属离子的纳米结构[3]。
因为配合物研究的飞速发展，人们对于配合物结构的了解更加深刻，而且越来越多的新的配合物相继的被合成出来，这些配合物往往具有更加特别的结构，因此为了更方便的研究这些配合物的结构特点，70年代中期，Wells等为了简化这种复杂的体系提出了拓扑结构[4]。（图2为几种常见的拓扑结构图）在配合物中，有时只有一种拓扑结构，而有时候则是几种结构的组合。图中可以看出每种拓扑网络均可用(n,P)或者Pn来表示（n是指每个网络结构中最简单独立单元中任意两个相邻节点的最短回路连接数，p是指每个节点的连接数）。
图2：几种常见的拓扑结构图
配合物的热力学性质、磁学、光学性质都具有比较明显的特征。这里简单的介绍了配合物的热力学性质。
配合物的热力学稳定性主要是“溶液中配合物的稳定性”，即平衡状态下两种物质的缔合程度，因为金属离子在溶液中不是独立的，而是结合了配体或螯合剂。缔合程度越大，配合物越稳定。影响配合物稳定性的因素有很多，主要还是由于金属本性和配体本性的影响。举例来说：离子半径越小，氧化态越高，配合物越稳定。而强碱性配体、螯合作用形成的配合物更加稳定。
1.1.3多孔配位聚合物
在研究配位聚合物的框架结构时，我们发现有一类聚合物，它的结构中带有一定尺寸和形状的空腔。而且这些空腔的存在，使得这类聚合物在吸附、存储气体、拆分手性原子、离子交换和分离，甚至催化反应等方面显示了独特的优势作用[5]。在研究过程中，我们还发现，这些孔道大小。孔的内表面也可以改变，使用不同的有机体便可以方便的调节。这类聚合物的框架结构通过不断的探索研究，发现有机配体通过分子组装和晶体工程和金属离子或者金属簇可以得到这类聚合物，我们将其称之为“多孔配位聚合物”，而这类聚合物的构架即为金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks,简称 MFOs)[6]。目前，多孔配位聚合物的种类和数目在不断地增加，一些具有特殊功能的，结构新奇的配合物正在发挥着重要的作用，因此，开发研究新的有机配体和金属配合，将会变得更加有意义。
1.2含氮杂环化合物
1.2.1含氮杂环化合物性能及应用
杂环化合物是具有环状结构，且成环的原子除碳原子外，还有其他杂原子元素的化合物。作为杂环化合物中的一个重要组成部分，随着近年来对含氮杂环化合物研究的飞速发展，含氮杂环化合物及其衍生物的越来越多的被人们加以研究和利用，其独特的生物活性，毒性低，内吸性高，在医药、农药和一些精细化工生产合成中，不可缺少要用到含氮杂环化合物及其衍生物作为中间体和结构的组成单元。
摘 要
本文以均苯三甲酸和SOCl2为原料在THF中反应得到均苯酰氯，再与氨水反应得到均苯酰胺；再用均苯酰胺与SOCl2反应生成均苯三腈;利用均苯三腈与叠氮钠、氯化铵在DMF中加热回流反应得到均苯四唑，最后用均苯四唑在丙酮和三乙胺的溶液中与溴乙酸乙酯反应生成均苯四唑乙酸乙酯，并且将该衍生物水解。将水解的衍生物溶液与Ca（Ⅱ）的金属盐在各种条件下反应，最终得到理想的金属配合物.利用晶体培养技术获得适合X-射线单晶衍射仪测试的单晶。解析晶体结构并进行结构讨论。将合成的碱土金属离子配合物进行红外分析与单晶衍射分析，确定它们的结构，测试它们的物理性质。配合物晶体的相关数据：分子式：
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:均苯四唑配合物红外单晶
目录
1.引言 1
1.1配位化学简介 1
1.1.1配位化学基本概念及其发展简史 1
1.1.2配合物的结构和性质 1
1.1.3多孔配位聚合物 3
1.2含氮杂环化合物 4
1.2.1含氮杂环化合物性能及应用 4
1.3四唑化合物 5
1.3.1四唑的合成、性质及其应用 5
1.3.2四唑类配合物及其简介 6
1.3.3四唑羧酸配合物 8
2实验部分 12
2.1仪器与药品 12
2.1.1主要实验仪器 12
2.1.2主要药品及物理性质 12
2.2实验步骤 13
2.2.1均苯酰胺的合成 13
2.2.2均苯三腈的合成 14
2.2.3均苯四唑的合成 15
2.2.4均苯四唑接乙酸乙酯的合成 16
2.2.5均苯四唑三乙酸的合成 17
2.3配合物的合成 17
2.3.1配合物的合成 17
2.4晶体结构的测定 17
2.4.1晶体结构的测定 17
2.4.2晶体结构数据 18
3.实验结果与讨论 20
3.1配合物合成条件的讨论 20
3.1.1配合物合成方法探索 20
3.2红外光谱分析 21
3.2.1均苯三酰胺的图谱分析 21
3.2.2均苯三腈的图谱分析 22
3.2.3均苯四唑的图谱分析 22
3.2.4均苯四唑乙酸乙酯的图谱分析 23
3.2.5晶体图普分析 24
3.3晶体结构分析 24
3.4配合物的荧光性质 27
4.结论 28
参考文献 29
致谢 30
1.引言
1.1配位化学简介
1.1.1配位化学基本概念及其发展简史
早在16世纪几经开始有人发现了配合物这一存在，到了18世纪，配位化合物已经在人类社会中开始应用了。19世纪中叶，配合物的成键和反应性便已经有了比较明确的解释了。而配位化学作为一门独立的分支科学，大致形成与20世纪四十年代中期。但是1798年，法国化学家Tassaert制备的钴氨橙黄盐却是明确作为第一个配位化合物而载入化学文献的【1】。在接下来的一个多世纪中，许多化学家又逐渐合成和表征了许多配合物。现代的配位化学理论是由德国化学家Alfred Werner提出的“Werner配位理论”奠定了配位化学研究的基础和指南，因而他也被誉为配位化学之父。
现在的配位化学是研究配体和中心金属原子形成的配合物（包括分子、生物大分子和超分子）以及配体和中心金属原子组成的凝聚态的组成、结构、性质、化学反应及其规律和应用的一门学科。目前，配位化学研究已经达到了很前沿的水平，这不得不归功于众多研究人员对配位化合物的探索和努力，以及众多先辈配位化学家的贡献。
1.1.2配合物的结构和性质
配位聚合物是指由配体和配位金属离子之间经过自由组装而形成的一类具有高度规整结构的聚合物。这些配合物的网络结构多种多样，主要分为金属有机化合物，簇合物，大环配合物和含有过渡金属离子的超分子组装（多核配合物）。
金属有机化合物按结构来看通常有以下三种：R-M, R-M-R, R-M-X (其中R为有机基团，M为金属离子）。从其中可以看出，金属有机化合物的特征是含有一个或多个金属-碳键。金属-碳键是一种极性键，是由共价和离子结构的共振杂化所表现出来的。金属有机化合物中的一些重要的键合模式如图1所示[2]：
图1 ：一些重要的金属有机化合物键合模式
簇合物的定义是含有金属-金属键（M-M）的化合物，金属有较低的表观氧化态是能够形成金属-金属键的先决条件之一。一般来说，第一过渡系列的金属不利于形成簇合物。
大环配合物主要归属于生物无机化学，常见的大环配体经过特殊设计合成一些新型的大环配体，并且研究出将双环或者三环配体用在酶和蛋白质金属活性中心，用来模拟一些配合物的合成。
超分子化学的发展起因是由于人们积极的探索复杂的高对称性结构和这些结构在医学、化学技术、材料科学中的应用。这些结构因为含有过渡金属离子，所以具有独特的光学、磁学性质。其中最引人瞩目的是双螺旋结构的研究。而典型的生物双螺旋结构就是DNA。而对于这类结构研究目标就是要创造新的含有过渡金属离子的纳米结构[3]。
因为配合物研究的飞速发展，人们对于配合物结构的了解更加深刻，而且越来越多的新的配合物相继的被合成出来，这些配合物往往具有更加特别的结构，因此为了更方便的研究这些配合物的结构特点，70年代中期，Wells等为了简化这种复杂的体系提出了拓扑结构[4]。（图2为几种常见的拓扑结构图）在配合物中，有时只有一种拓扑结构，而有时候则是几种结构的组合。图中可以看出每种拓扑网络均可用(n,P)或者Pn来表示（n是指每个网络结构中最简单独立单元中任意两个相邻节点的最短回路连接数，p是指每个节点的连接数）。
图2：几种常见的拓扑结构图
配合物的热力学性质、磁学、光学性质都具有比较明显的特征。这里简单的介绍了配合物的热力学性质。
配合物的热力学稳定性主要是“溶液中配合物的稳定性”，即平衡状态下两种物质的缔合程度，因为金属离子在溶液中不是独立的，而是结合了配体或螯合剂。缔合程度越大，配合物越稳定。影响配合物稳定性的因素有很多，主要还是由于金属本性和配体本性的影响。举例来说：离子半径越小，氧化态越高，配合物越稳定。而强碱性配体、螯合作用形成的配合物更加稳定。
1.1.3多孔配位聚合物
在研究配位聚合物的框架结构时，我们发现有一类聚合物，它的结构中带有一定尺寸和形状的空腔。而且这些空腔的存在，使得这类聚合物在吸附、存储气体、拆分手性原子、离子交换和分离，甚至催化反应等方面显示了独特的优势作用[5]。在研究过程中，我们还发现，这些孔道大小。孔的内表面也可以改变，使用不同的有机体便可以方便的调节。这类聚合物的框架结构通过不断的探索研究，发现有机配体通过分子组装和晶体工程和金属离子或者金属簇可以得到这类聚合物，我们将其称之为“多孔配位聚合物”，而这类聚合物的构架即为金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks,简称 MFOs)[6]。目前，多孔配位聚合物的种类和数目在不断地增加，一些具有特殊功能的，结构新奇的配合物正在发挥着重要的作用，因此，开发研究新的有机配体和金属配合，将会变得更加有意义。
1.2含氮杂环化合物
1.2.1含氮杂环化合物性能及应用
杂环化合物是具有环状结构，且成环的原子除碳原子外，还有其他杂原子元素的化合物。作为杂环化合物中的一个重要组成部分，随着近年来对含氮杂环化合物研究的飞速发展，含氮杂环化合物及其衍生物的越来越多的被人们加以研究和利用，其独特的生物活性，毒性低，内吸性高，在医药、农药和一些精细化工生产合成中，不可缺少要用到含氮杂环化合物及其衍生物作为中间体和结构的组成单元。
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