吡嗪四唑乙酸的的制备及Ce（III)配合物的合成
吡嗪四唑乙酸的的制备及Ce（III)配合物的合成[20200411171753]
摘要
以2-氰基-1,4-吡嗪和叠氮化钠为原料制备5-(2-吡嗪)四唑化合物，由此化合物和氯乙酸在氢氧化钾的乙醇溶液中反应制备得5-(2-吡嗪)四唑-2-乙酸（Hpztza），再以Hpztza为配体，在不同温度条件下，与CeCl3·6 H2O反应合成出一种配位化合物[Ce(pztza)2(H2O)6]·pztza·3H2O 。通过对配合物X-射线晶体衍射分析，配合物的中心原子Ce(III)形成了9配位结构, 形成一个单核结构。配合物通过分子间氢键形成三维(3D)的空间网络结构。配合物的晶体结构数据：分子组成 C21H29CeN18O13，空间群 P21/c，a = 10.603(2) ?，b =23.586(5) ?，c =14.522(3) ?，α = 90.00 °,β = 105.90(3) °,γ = 90.00 °,V = 3492.9(12) ?, Z = 4 。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:合成吡嗪四唑乙酸Ce(III)晶体结构荧光
目录
1.前言 1
1.1 配合物的概况 1
1.1.1 配位化学的发展 1
1.1.2 配位化学的应用 2
1.2四唑类配体的概况 6
1.2.1四唑类配体合成方法 7
1.2.2四唑类配合物的合成方法 7
1.3含氮杂环羧酸类配体的概况 8
1.4本文研究工作的成果与意义 9
2.实验内容 13
2.1 主要的实验仪器与药品 13
2.1.1 主要的实验仪器 13
2.1.2 主要原料的物理性质 13
2.2 5-（2-吡嗪）四唑-2-乙酸的合成 14
2.2.1 5-(2-吡嗪)四唑的合成 14
2.2. 2 5-(2-吡嗪)四唑-2-乙酸的合成 14
2.3 配位化合物的合成 15
2.4 晶体结构的测定 15
3.实验结果与讨论 16
3.1 有关配合物合成条件的讨论 16
3.1.1 配合物[Ce(pztza)2(H2O)6]·pztza·3H2O合成方法探索 16
3.2 红外光谱分析 18
3.3 晶体分析 20
3.3.1 配合物晶体数据 20
3.3.2 配合物[Ce(pztza)2(H2O)6]·pztza·3H2O的晶体结构分析 21
结论 25
参考文献 26
致谢 28
1.前言
1.1 配合物的概况
近100多年以来，配位化学的发展很迅速。从单纯的无机配位化学（最早记载的配合物——18世纪的普鲁士蓝）发展到现在，配位化学研究涉及的范围越来越广，涉及范围包括：配位高分子化学、有机金属配位化学、固体配位化学、超分子配位化学、界面配位化学、配位光化学、配位电化学等。领域的扩大对于配位化合物材料的功能和性质的提升起到了积极的作用。这种深入的研究对于不同化学研究领域之间的结合和发展起到促进的作用，具有一定的学术研究意义和应用研究意义。
从18世纪被记载的普鲁士蓝，到1979年CoCl3与NH3形成的稳定性强的化合物CoCl3·6NH3，这些配合物都是以金属离子为中心原子，以含N、O、S、P的原子或离子为配体，这些都是早期的无机配合化合物。直至1951年，Panson和Miler合成的二茂铁打破了传统的无机和有机化合物的界限，从而实现了无机和有机化合物完美结合。从此，配位化学实现了从无机到有机的跨越。
1.1.1 配位化学的发展
当代的配位化学沿着三个方向进行不断的发展——深度、广度、应用。
首先从深度上看，主要表现在：众多与配位化学有关的学者获得了诺贝尔奖，如1913年Werner创建的配位化学，1953年Ziegler和Natta合成的金属烯烃催化剂，1967年Eigen发现的快速反应，1976年Lipscomb提出的硼烷理论，1973年Wnkinson和Fischer的有机金属化学，1981年Hoffmann研究的等瓣理论，1915年Taube的固氮反应机理，1987年Cram，Lehn和Pedersen对超分子化学方面的贡献，1959年Marcus研究出的电子传递过程，1998年Michel、Deisenhofer和Huber通过一定的方法测定出光合作用反应中心膜蛋白-色素的三维空间结构以及揭示出电子和能量的传递作用等。在以这些伟大的诺贝尔获得者为代表的开创性成就的基础上，配位化学在很多地方获得了发展，如合成、结构、性质和理论等研究方面都取得了一系列进展。
其次从广度上来看，Werner创立配位化学以来，配位化学处于无机化学趼究的主流，同时配位化合物也以其各式各样的价键形式和空间结构在化学理论中发展，以及配位化学与其它学科相互之间渗透，而成为众多学科的结合的纽带。配体也已不再是单纯的有机分子或离子，分子氢、氮、氧、二氧化碳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；中心原子也从以前的过渡金属、稀土金属元素发展到现在的主族以及非金属元素，不仅如此，配位化学的研究对象和研究内容也已经由原来简单的配合物发展到现在复杂的配合物，同时由重视配合物合成、结构研究发展到更加注重配合物功能和应用等方面的研究，大大提升了配合物研究的广度。
最后从应用方面看配合物，随着光、电和磁等学科的先进测试技术的应用以及近年发展起来的量子力学理论的深入发展，二十一世纪，配位化学已然成为一门具有广义配位意义的多层次交叉科学。同时我们结合生产实践，配合物有着广泛的应用，在生产生活中，配合物已经被广泛应用于电镀、染色、硬水软化、金属冶炼等领域；在许多尖端领域如超导材料、激光材料、催化剂的研制、抗癌药物的研究等方面，配合物发挥着越来越大的作用。在实验研究中，我们经常用形成配合物的方法对金属离子、分离物质、定量测定物质的组成进行检测。
1.1.2 配位化学的应用
配位化学的荧光性能及其应用
配合物的具体应用先从荧光性能的研究角度来讨论，金属配合物的稳定性往往比单纯有机物的稳定性要高的多，同时对于一些金属配合物的荧光性能也会比单纯有机物的要高的多。一些配合物的大骨架结构具有一定的刚性和稳定，这些都促进了能量的传递，从而使中心原子的发光效率提高；或者改变溶剂使溶剂的碎灭效应降低而提高荧光效率[1]。从现在的研究中可以发现，金属有机配合物的荧光研究领域具有很高的研究价值，同时作为发光材料在材料化学领域也具有一定的价值和意义。然而如：一价银，一价铜，二价锌等这些金属,相比稀土金属来说更加充足廉价,因此近年来,随着这类金属配合物荧光性能的研究深入，人们对于这类研究的兴趣越发浓厚。
如卢灿忠用2-巯基苯并咪唑(HMBD)， 2-巯基苯并唑(HMBT)和d10金属离子合成了5个配合物，并对它们的荧光性能进行了研究[2]。配合物1显示出较强的绿光发射带，最大发射峰值在518nm。发光的主要原因是金属到配体的电荷转移(MLCT)引起的。而对于配合物2来讲，金属之间的距离较长从而减弱了荧光性能，因而它没有光致发光的性质。配合物3表现为红光发射带，并认为它是由于六核银簇的Ag-Ag相互作用的金属中心三重激发态引起的金属到配体的电荷转移( MLCT )。而配合物4和5产生的蓝光发射谱带图1。该体系为d10金属配合物作为新型荧光材料的探索提供了良好的实验和理论基础。
图1 （a）配合物1的2D的结构（b）配合物3的结构（c）配合物的固体荧光光谱
配位化学的非线性化学效应及其应用
在光学方面，一些配合物不仅仅具有荧光性质，同时具有非线性光学效应。非线性光学效应指的是光通过晶体后产生为入射光两倍的光的现象。非中心对称固体具有这样的特性[3]，同时这种晶体成为非线性光学晶体。研究显示，通过合理地选择具有固定几何构型中心金属离子和特定的配体合成具有拓扑结构的非中心对称配合物，这种方法特别有效，在非线性材料的研究中具有重要的地位[4]。
熊仁根教授采用由氰基化合物与叠氮化钠还有氯化锌，在水热的条件下，成功合成四唑配合物如图2所示[5]，这类配合物都是非中心对称配合物，具有塔顶的非线性化学活性。这些配体在形成晶体是形成了高度的电子不对称，具有成为二阶非线性化学材料充足条件。
摘要
以2-氰基-1,4-吡嗪和叠氮化钠为原料制备5-(2-吡嗪)四唑化合物，由此化合物和氯乙酸在氢氧化钾的乙醇溶液中反应制备得5-(2-吡嗪)四唑-2-乙酸（Hpztza），再以Hpztza为配体，在不同温度条件下，与CeCl3·6 H2O反应合成出一种配位化合物[Ce(pztza)2(H2O)6]·pztza·3H2O 。通过对配合物X-射线晶体衍射分析，配合物的中心原子Ce(III)形成了9配位结构, 形成一个单核结构。配合物通过分子间氢键形成三维(3D)的空间网络结构。配合物的晶体结构数据：分子组成 C21H29CeN18O13，空间群 P21/c，a = 10.603(2) ?，b =23.586(5) ?，c =14.522(3) ?，α = 90.00 °,β = 105.90(3) °,γ = 90.00 °,V = 3492.9(12) ?, Z = 4 。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:合成吡嗪四唑乙酸Ce(III)晶体结构荧光
目录
1.前言 1
1.1 配合物的概况 1
1.1.1 配位化学的发展 1
1.1.2 配位化学的应用 2
1.2四唑类配体的概况 6
1.2.1四唑类配体合成方法 7
1.2.2四唑类配合物的合成方法 7
1.3含氮杂环羧酸类配体的概况 8
1.4本文研究工作的成果与意义 9
2.实验内容 13
2.1 主要的实验仪器与药品 13
2.1.1 主要的实验仪器 13
2.1.2 主要原料的物理性质 13
2.2 5-（2-吡嗪）四唑-2-乙酸的合成 14
2.2.1 5-(2-吡嗪)四唑的合成 14
2.2. 2 5-(2-吡嗪)四唑-2-乙酸的合成 14
2.3 配位化合物的合成 15
2.4 晶体结构的测定 15
3.实验结果与讨论 16
3.1 有关配合物合成条件的讨论 16
3.1.1 配合物[Ce(pztza)2(H2O)6]·pztza·3H2O合成方法探索 16
3.2 红外光谱分析 18
3.3 晶体分析 20
3.3.1 配合物晶体数据 20
3.3.2 配合物[Ce(pztza)2(H2O)6]·pztza·3H2O的晶体结构分析 21
结论 25
参考文献 26
致谢 28
1.前言
1.1 配合物的概况
近100多年以来，配位化学的发展很迅速。从单纯的无机配位化学（最早记载的配合物
从18世纪被记载的普鲁士蓝，到1979年CoCl3与NH3形成的稳定性强的化合物CoCl3·6NH3，这些配合物都是以金属离子为中心原子，以含N、O、S、P的原子或离子为配体，这些都是早期的无机配合化合物。直至1951年，Panson和Miler合成的二茂铁打破了传统的无机和有机化合物的界限，从而实现了无机和有机化合物完美结合。从此，配位化学实现了从无机到有机的跨越。
1.1.1 配位化学的发展
当代的配位化学沿着三个方向进行不断的发展——深度、广度、应用。
首先从深度上看，主要表现在：众多与配位化学有关的学者获得了诺贝尔奖，如1913年Werner创建的配位化学，1953年Ziegler和Natta合成的金属烯烃催化剂，1967年Eigen发现的快速反应，1976年Lipscomb提出的硼烷理论，1973年Wnkinson和Fischer的有机金属化学，1981年Hoffmann研究的等瓣理论，1915年Taube的固氮反应机理，1987年Cram，Lehn和Pedersen对超分子化学方面的贡献，1959年Marcus研究出的电子传递过程，1998年Michel、Deisenhofer和Huber通过一定的方法测定出光合作用反应中心膜蛋白-色素的三维空间结构以及揭示出电子和能量的传递作用等。在以这些伟大的诺贝尔获得者为代表的开创性成就的基础上，配位化学在很多地方获得了发展，如合成、结构、性质和理论等研究方面都取得了一系列进展。
其次从广度上来看，Werner创立配位化学以来，配位化学处于无机化学趼究的主流，同时配位化合物也以其各式各样的价键形式和空间结构在化学理论中发展，以及配位化学与其它学科相互之间渗透，而成为众多学科的结合的纽带。配体也已不再是单纯的有机分子或离子，分子氢、氮、氧、二氧化碳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；中心原子也从以前的过渡金属、稀土金属元素发展到现在的主族以及非金属元素，不仅如此，配位化学的研究对象和研究内容也已经由原来简单的配合物发展到现在复杂的配合物，同时由重视配合物合成、结构研究发展到更加注重配合物功能和应用等方面的研究，大大提升了配合物研究的广度。
最后从应用方面看配合物，随着光、电和磁等学科的先进测试技术的应用以及近年发展起来的量子力学理论的深入发展，二十一世纪，配位化学已然成为一门具有广义配位意义的多层次交叉科学。同时我们结合生产实践，配合物有着广泛的应用，在生产生活中，配合物已经被广泛应用于电镀、染色、硬水软化、金属冶炼等领域；在许多尖端领域如超导材料、激光材料、催化剂的研制、抗癌药物的研究等方面，配合物发挥着越来越大的作用。在实验研究中，我们经常用形成配合物的方法对金属离子、分离物质、定量测定物质的组成进行检测。
1.1.2 配位化学的应用
配位化学的荧光性能及其应用
配合物的具体应用先从荧光性能的研究角度来讨论，金属配合物的稳定性往往比单纯有机物的稳定性要高的多，同时对于一些金属配合物的荧光性能也会比单纯有机物的要高的多。一些配合物的大骨架结构具有一定的刚性和稳定，这些都促进了能量的传递，从而使中心原子的发光效率提高；或者改变溶剂使溶剂的碎灭效应降低而提高荧光效率[1]。从现在的研究中可以发现，金属有机配合物的荧光研究领域具有很高的研究价值，同时作为发光材料在材料化学领域也具有一定的价值和意义。然而如：一价银，一价铜，二价锌等这些金属,相比稀土金属来说更加充足廉价,因此近年来,随着这类金属配合物荧光性能的研究深入，人们对于这类研究的兴趣越发浓厚。
如卢灿忠用2-巯基苯并咪唑(HMBD)， 2-巯基苯并唑(HMBT)和d10金属离子合成了5个配合物，并对它们的荧光性能进行了研究[2]。配合物1显示出较强的绿光发射带，最大发射峰值在518nm。发光的主要原因是金属到配体的电荷转移(MLCT)引起的。而对于配合物2来讲，金属之间的距离较长从而减弱了荧光性能，因而它没有光致发光的性质。配合物3表现为红光发射带，并认为它是由于六核银簇的Ag-Ag相互作用的金属中心三重激发态引起的金属到配体的电荷转移( MLCT )。而配合物4和5产生的蓝光发射谱带图1。该体系为d10金属配合物作为新型荧光材料的探索提供了良好的实验和理论基础。
图1 （a）配合物1的2D的结构（b）配合物3的结构（c）配合物的固体荧光光谱
配位化学的非线性化学效应及其应用
在光学方面，一些配合物不仅仅具有荧光性质，同时具有非线性光学效应。非线性光学效应指的是光通过晶体后产生为入射光两倍的光的现象。非中心对称固体具有这样的特性[3]，同时这种晶体成为非线性光学晶体。研究显示，通过合理地选择具有固定几何构型中心金属离子和特定的配体合成具有拓扑结构的非中心对称配合物，这种方法特别有效，在非线性材料的研究中具有重要的地位[4]。
熊仁根教授采用由氰基化合物与叠氮化钠还有氯化锌，在水热的条件下，成功合成四唑配合物如图2所示[5]，这类配合物都是非中心对称配合物，具有塔顶的非线性化学活性。这些配体在形成晶体是形成了高度的电子不对称，具有成为二阶非线性化学材料充足条件。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/hxsf/56.html
