间吡啶四唑乙酸的制备及Ce(II)配合物的合成2
间吡啶四唑乙酸的制备及Ce(II)配合物的合成2[20200411171940]
摘 要
通过3-氰基吡啶和叠氮化钠反应合成5-(3-吡啶)四唑化合物， 5-(3-吡啶)四唑化合物和溴乙酸乙酯在丙酮溶液中反应生成5-(3-吡啶)四唑-2-乙酸乙酯，将 5-(3-吡啶)四唑-2-乙酸乙酯酸化得5-(3-吡啶)四唑乙酸（Hpytza）。探索了5-(3-吡啶)四唑乙酸（Hpytza）与Ce(NO3)2·6H2O在各种不同条件下的反应，最终获得理想的[Ce(pytza)2Cl(H2O)2]，最后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。解析晶体结构发现：该配合物是一个九配位的变形单帽反四方棱柱。配合物单晶结构数据：分子组成C16H16Ce C1N10O6，Mr= 619.96，空间群：P 21/c，a(?)= 23.764(5)，b(?)= 11.348(2)，c(?)= 8.8934(18)，α(o)= 90.00，β(o)= 107.68(3)，γ(o)= 90.00，V(?3)= 2285.0(8)，Z=4。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:5-(3-吡啶)四唑-2-乙酸Ce(II)晶体结构
目 录
1.引言 1
1.1 位化学概述 1
1.2 以四唑类化合物为配体的配合物简介 5
1.3 培养单晶的常用方法 9
1.4本论文的主要研究内容 10
2. 实验内容 11
2.1 主要的实验仪器与药品 11
2.1.1 主要的实验仪器 11
2.1.2主要原料和性质 11
2.2 5-(3-吡啶)四唑-2-乙酸的合成 12
2.2.1 反应原理 12
2.2.2 实验步骤 12
2.3 晶体结构的测定 13
3.实验结果与讨论 14
3.1红外分析 14
3.1.1 5-(3-吡啶)四唑的红外分析 14
3.1.2 5-(3-吡啶)四唑-2-乙酸乙酯的红外图谱的红外分析 14
3.1.3 配合物的红外分析 15
3.2 配位化合物 [Ce(pytza)2 Cl(H2O)2]合成方法的探索 16
3.3 配位化合物 [Ce(pytza)2Cl(H2O) 2]n晶体结构分析 18
结论 24
参考文献 25
致谢 26
1.引言
1.1配位化学概述
配位化学是在无机化学的基础上发展起来的一门重要学科分支。自从Werner1893年创立配位化学至今的100多年以来，随着现代测试技术和科学技术的发展及量子力学理论技术的应用，配位化学的研究成为21世纪国际上最多产最活跃的研究领域之一。配位化学不仅与化学中的有机化学、物理化学、分析化学、固体化学、生物化学、高分子化学等学科相互关联、相互渗透，它已超越了传统无机化学的领域，派生出许多交叉学科，如配位高分子化学、有机金属化学、配位高分子化学、固体配位化学、超分子化学、界面配位化学、超分子化学、配位光化学、配位电化学、配位光化学等。对功能配合物的深入研究不仅导致化学学科的发展，而且对材料科学、医药学、生命科学、信息科学、环境科学等起着促进作用，具有重要的经济意义和学术意义。
自1987年Lehn等人获得诺贝尔化学奖以来，超分子化学得到了一定的发展，化学也因此从分子化学逐步发展到超分子化学，并进入了一个全新的时代。超分子化学的产生和发展不但扩展了配位化学的内涵，也为配位化学研究注人了新的生长点和活力。利用分子组装的原理，设法合成具有新型功能和结构的配位化合物，从分子水平上研究制造分子电子器件等已经成为配位化学研究中新的发展趋势，设计开发新型分子磁性材料、催化材料、非线形光学材料、超导材料等，以及揭示金属离子和生命体系相互作用的生物配位化学研究已成为配位化学领域中的热点研究方向。
配位科学研究中的应用具体举例如下
一、配位在分析测试中的应用
配位反应在重量分析、容量分析、分光光度分析中都有广泛应用，主要用作显色剂、指示剂、沉淀剂、滴定剂、萃取剂、掩蔽剂，可以增加分析的灵敏度和减少分离步骤[1]。
1、离子鉴定：
Ni2+与丁二肟反应，生成血红色配合物。
2、离子分离：
二、配位催化作用
过渡金属化合物能与烯烃、炔烃和一氧化碳等各种不饱和分子形成配位化合物，使这些分子活化，形成新的化合物，因此，这些配位化合物就是反应的催化剂。研究和开发新型、高效金属配合物催化剂不仅可以大大地节省能源，而且可以减少环境污染[2]。
乙烯催化氧化制乙醛
催化机理
三、矿石中金属的提取和分离
从矿石中分离金属，进一步提纯，如溶剂萃取、离子交换等都与金属配合物的生成有关[3]。
高纯度金属制备（Fe,Ni,Co）
贵金属的提取
四、生物医药中的应用
1、生物体中许多金属元素都以配合物的形式存在，例如血红素是铁的配合物；叶绿素是镁的配合物；维生素B12是钴的配合物[4]。
2、治疗癌症的铂配合物药物
由癌症产生机理可知，其主要是原癌基因被激活，致使体内遗传物质不受控制地进行复制，造成细胞不断增生。如果通过某种药物阻值机体内的遗传物质不受控制的复制，这样我们就能够抑制癌细胞的不断增生了，达到了治疗癌症的目的。第一种抗癌药物是在1969年发现的顺铂 cis-Pt(NH3)2Cl2，临床表明现今铂抗癌药对治疗癌症具有很好的效果，在40多年的今天临床上仍然广泛使用。现今有超过28种铂类抗癌药物进入临床，图二是目前临床上具有抗癌活性的铂配合物，其中第二种卡铂（carboplatin)获得了
世界认可并用于常规临床，卡铂的毒性比顺铂（cisplatin)小，使用剂量可以比顺铂多。由这些临床上常用上午抗癌药物知，这些都是順式的铂配合物，而没有反式铂配合物。在经典构效关系认为反铂配合物不具有抗癌活性，但研究表明有些反式铂配合物在体内外均有活性，并且认为反式配合物能够有希望克服某些肿瘤的顺铂抗癌性[5]。
除上面提到的二价铂类抗癌药物之外，现在人们还发现了有些四价铂、四价钛以及三价钌等配合物也具有很好的抗癌活性。
五、配合物与生物固氮
生物固氮是固氮微生物特有的一种生理功能，这种功能是在固氮酶的催化作用下进行的。固氮酶是一种能够将分子氮还原成氨的酶。固氮酶是由两种蛋白质组成的：一种含有铁，叫做铁蛋白，另一种含有铁和钼，叫做钼铁蛋白。有三点需要说明：第一，ATP一定要与镁（Mg）结合，形成Mg-ATP复合物后才能起作用；第二，固氮酶具有底物多样性的特点，除了能够催化N2还原成NH3以外，还能催化乙炔还原成乙烯（固氮酶催化乙炔还原成乙烯的化学反应，常被科学家用来测定固氮酶的活性）等；第三，生物固氮过程中实际上还需要黄素氧还蛋白或铁氧还蛋白参与，这两种物质作为电子载体能够起到传递电子的作用。
铁蛋白与Mg-ATP结合以后，被黄素氧还蛋白或铁氧还蛋白还原，并与钼铁蛋白暂时结合以传递电子。铁蛋白每传递一个e-给钼铁蛋白， 同时伴随有两个Mg-ATP的水解 [6]。
1.2 以四唑类化合物为配体的配合物简介
配位化合物(Coodination Complexes)是由可以给出孤对电子或多个不定域电子的空位离子或分子（称为配体）和具有接受孤对电子或多个不定域电子的空位的原子或离子（统称为中心原子）按一定的组成和空间构型所形成的化合物[1]。中心离子一般提供价电子空轨道，配位体一般是提供孤对电子的分子或阴离子，紧靠在中心离子周围，以配位键和中心离子直接配合。配位体中具有孤对电子并以配位键与中心离子直接相结合的原子叫配位原子，它通常是电负性较大的元素的原子例如N、O、S、F、Cl、等，另分多齿配位体，如乙二胺、四唑类化合物等，还有单齿配位体，如NH3、H2O等。
今日的配位化学已经呈现出迅猛发展、日新月异的势头，无论是在深度还是在广度上与以前无机化学中介绍的配位化学相比，都发生了很大的变化，配体已不再是单纯的有机分子或离子，分子氢(H2)、氮(N2)、氧(O2)、二氧化碳(CO2)等都可以作为配体与金属离子或原子作用形成相应的配合物；中心原子也由过渡金属、稀土金属元素发展到主族甚至非金属元素[7-8]。而且，配位化学的研究对象和研究内容已经由简单的配合物发展到复杂的配合物，由简单的配合物合成、结构研究发展到更加注重配合物功能和应用方面的研究。目前我们把很大注意力都集中在合理选择结构相似的配体，在配合物的合成过程中，配体的选择有着重要的作用。由含氮芳香杂环作为配体的配合物的合成及性质研究一直是配位化学领域的研究热点之一。含氮杂环就是环中除了碳原子还有氮原子的杂环化合物，氮原子具有很大的电负性，具有很强的配位能力[9-11]。
摘 要
通过3-氰基吡啶和叠氮化钠反应合成5-(3-吡啶)四唑化合物， 5-(3-吡啶)四唑化合物和溴乙酸乙酯在丙酮溶液中反应生成5-(3-吡啶)四唑-2-乙酸乙酯，将 5-(3-吡啶)四唑-2-乙酸乙酯酸化得5-(3-吡啶)四唑乙酸（Hpytza）。探索了5-(3-吡啶)四唑乙酸（Hpytza）与Ce(NO3)2·6H2O在各种不同条件下的反应，最终获得理想的[Ce(pytza)2Cl(H2O)2]，最后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。解析晶体结构发现：该配合物是一个九配位的变形单帽反四方棱柱。配合物单晶结构数据：分子组成C16H16Ce C1N10O6，Mr= 619.96，空间群：P 21/c，a(?)= 23.764(5)，b(?)= 11.348(2)，c(?)= 8.8934(18)，α(o)= 90.00，β(o)= 107.68(3)，γ(o)= 90.00，V(?3)= 2285.0(8)，Z=4。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:5-(3-吡啶)四唑-2-乙酸Ce(II)晶体结构
目 录
1.引言 1
1.1 位化学概述 1
1.2 以四唑类化合物为配体的配合物简介 5
1.3 培养单晶的常用方法 9
1.4本论文的主要研究内容 10
2. 实验内容 11
2.1 主要的实验仪器与药品 11
2.1.1 主要的实验仪器 11
2.1.2主要原料和性质 11
2.2 5-(3-吡啶)四唑-2-乙酸的合成 12
2.2.1 反应原理 12
2.2.2 实验步骤 12
2.3 晶体结构的测定 13
3.实验结果与讨论 14
3.1红外分析 14
3.1.1 5-(3-吡啶)四唑的红外分析 14
3.1.2 5-(3-吡啶)四唑-2-乙酸乙酯的红外图谱的红外分析 14
3.1.3 配合物的红外分析 15
3.2 配位化合物 [Ce(pytza)2 Cl(H2O)2]合成方法的探索 16
3.3 配位化合物 [Ce(pytza)2Cl(H2O) 2]n晶体结构分析 18
结论 24
参考文献 25
致谢 26
1.引言
1.1配位化学概述
配位化学是在无机化学的基础上发展起来的一门重要学科分支。自从Werner1893年创立配位化学至今的100多年以来，随着现代测试技术和科学技术的发展及量子力学理论技术的应用，配位化学的研究成为21世纪国际上最多产最活跃的研究领域之一。配位化学不仅与化学中的有机化学、物理化学、分析化学、固体化学、生物化学、高分子化学等学科相互关联、相互渗透，它已超越了传统无机化学的领域，派生出许多交叉学科，如配位高分子化学、有机金属化学、配位高分子化学、固体配位化学、超分子化学、界面配位化学、超分子化学、配位光化学、配位电化学、配位光化学等。对功能配合物的深入研究不仅导致化学学科的发展，而且对材料科学、医药学、生命科学、信息科学、环境科学等起着促进作用，具有重要的经济意义和学术意义。
自1987年Lehn等人获得诺贝尔化学奖以来，超分子化学得到了一定的发展，化学也因此从分子化学逐步发展到超分子化学，并进入了一个全新的时代。超分子化学的产生和发展不但扩展了配位化学的内涵，也为配位化学研究注人了新的生长点和活力。利用分子组装的原理，设法合成具有新型功能和结构的配位化合物，从分子水平上研究制造分子电子器件等已经成为配位化学研究中新的发展趋势，设计开发新型分子磁性材料、催化材料、非线形光学材料、超导材料等，以及揭示金属离子和生命体系相互作用的生物配位化学研究已成为配位化学领域中的热点研究方向。
配位科学研究中的应用具体举例如下
一、配位在分析测试中的应用
配位反应在重量分析、容量分析、分光光度分析中都有广泛应用，主要用作显色剂、指示剂、沉淀剂、滴定剂、萃取剂、掩蔽剂，可以增加分析的灵敏度和减少分离步骤[1]。
1、离子鉴定：
Ni2+与丁二肟反应，生成血红色配合物。
2、离子分离：
二、配位催化作用
过渡金属化合物能与烯烃、炔烃和一氧化碳等各种不饱和分子形成配位化合物，使这些分子活化，形成新的化合物，因此，这些配位化合物就是反应的催化剂。研究和开发新型、高效金属配合物催化剂不仅可以大大地节省能源，而且可以减少环境污染[2]。
乙烯催化氧化制乙醛
催化机理
三、矿石中金属的提取和分离
从矿石中分离金属，进一步提纯，如溶剂萃取、离子交换等都与金属配合物的生成有关[3]。
高纯度金属制备（Fe,Ni,Co）
贵金属的提取
四、生物医药中的应用
1、生物体中许多金属元素都以配合物的形式存在，例如血红素是铁的配合物；叶绿素是镁的配合物；维生素B12是钴的配合物[4]。
2、治疗癌症的铂配合物药物
由癌症产生机理可知，其主要是原癌基因被激活，致使体内遗传物质不受控制地进行复制，造成细胞不断增生。如果通过某种药物阻值机体内的遗传物质不受控制的复制，这样我们就能够抑制癌细胞的不断增生了，达到了治疗癌症的目的。第一种抗癌药物是在1969年发现的顺铂 cis-Pt(NH3)2Cl2，临床表明现今铂抗癌药对治疗癌症具有很好的效果，在40多年的今天临床上仍然广泛使用。现今有超过28种铂类抗癌药物进入临床，图二是目前临床上具有抗癌活性的铂配合物，其中第二种卡铂（carboplatin)获得了
世界认可并用于常规临床，卡铂的毒性比顺铂（cisplatin)小，使用剂量可以比顺铂多。由这些临床上常用上午抗癌药物知，这些都是順式的铂配合物，而没有反式铂配合物。在经典构效关系认为反铂配合物不具有抗癌活性，但研究表明有些反式铂配合物在体内外均有活性，并且认为反式配合物能够有希望克服某些肿瘤的顺铂抗癌性[5]。
除上面提到的二价铂类抗癌药物之外，现在人们还发现了有些四价铂、四价钛以及三价钌等配合物也具有很好的抗癌活性。
五、配合物与生物固氮
生物固氮是固氮微生物特有的一种生理功能，这种功能是在固氮酶的催化作用下进行的。固氮酶是一种能够将分子氮还原成氨的酶。固氮酶是由两种蛋白质组成的：一种含有铁，叫做铁蛋白，另一种含有铁和钼，叫做钼铁蛋白。有三点需要说明：第一，ATP一定要与镁（Mg）结合，形成Mg-ATP复合物后才能起作用；第二，固氮酶具有底物多样性的特点，除了能够催化N2还原成NH3以外，还能催化乙炔还原成乙烯（固氮酶催化乙炔还原成乙烯的化学反应，常被科学家用来测定固氮酶的活性）等；第三，生物固氮过程中实际上还需要黄素氧还蛋白或铁氧还蛋白参与，这两种物质作为电子载体能够起到传递电子的作用。
铁蛋白与Mg-ATP结合以后，被黄素氧还蛋白或铁氧还蛋白还原，并与钼铁蛋白暂时结合以传递电子。铁蛋白每传递一个e-给钼铁蛋白， 同时伴随有两个Mg-ATP的水解 [6]。
1.2 以四唑类化合物为配体的配合物简介
配位化合物(Coodination Complexes)是由可以给出孤对电子或多个不定域电子的空位离子或分子（称为配体）和具有接受孤对电子或多个不定域电子的空位的原子或离子（统称为中心原子）按一定的组成和空间构型所形成的化合物[1]。中心离子一般提供价电子空轨道，配位体一般是提供孤对电子的分子或阴离子，紧靠在中心离子周围，以配位键和中心离子直接配合。配位体中具有孤对电子并以配位键与中心离子直接相结合的原子叫配位原子，它通常是电负性较大的元素的原子例如N、O、S、F、Cl、等，另分多齿配位体，如乙二胺、四唑类化合物等，还有单齿配位体，如NH3、H2O等。
今日的配位化学已经呈现出迅猛发展、日新月异的势头，无论是在深度还是在广度上与以前无机化学中介绍的配位化学相比，都发生了很大的变化，配体已不再是单纯的有机分子或离子，分子氢(H2)、氮(N2)、氧(O2)、二氧化碳(CO2)等都可以作为配体与金属离子或原子作用形成相应的配合物；中心原子也由过渡金属、稀土金属元素发展到主族甚至非金属元素[7-8]。而且，配位化学的研究对象和研究内容已经由简单的配合物发展到复杂的配合物，由简单的配合物合成、结构研究发展到更加注重配合物功能和应用方面的研究。目前我们把很大注意力都集中在合理选择结构相似的配体，在配合物的合成过程中，配体的选择有着重要的作用。由含氮芳香杂环作为配体的配合物的合成及性质研究一直是配位化学领域的研究热点之一。含氮杂环就是环中除了碳原子还有氮原子的杂环化合物，氮原子具有很大的电负性，具有很强的配位能力[9-11]。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/hxsf/38.html
