席夫碱多核金属配位化学3
并单晶衍射法测定了它的晶体结构:
由晶体结构知道:每一个簇化物分子中包括4个 Ni(II)离子,4个配体分子和4个配位的乙醇溶剂分子 ,中心金属离子分别与配体苯甲酰丙酮烯醇化的O原 子、酚羟基O原子、亚胺N原子,以及另外两个相邻配 位,构成六配位扭曲八面体结构,其中Ni(II)中心之 间经O原子进行桥联形成一个近似立方烷的结构。
一个席夫碱三核锌配合物的X射线结构如下
三核配合物的作用:对比单核进行说明
(三)席夫碱四核配合物
簇化物因其独特的结构吸引了化学、生物化学以及磁学界的广泛关注 [1],一直成为研究的热点。基于席夫碱所形成的过度金属配合物,配体是 以N、O原子进行配位的,其结构接近于生物体系的真实情况,适宜于进行 生物体系的模拟研究,受到人们的普遍重视[2]。朱必学老师课题组用邻氨 基酚、苯甲酰丙酮为原料,经缩合得到了席夫碱配体与Ni(OAC)2.4H2O 反应得到四核Ni(II)的簇化物,其合成方法如下:
从晶体结构中知道:晶体由两分子三核配合 物和一个溶剂分子DMF组成,两分子三核配合 物结构相似,现以含Zn(4)、 Zn(5)、 Zn(6) 离子的三核配合物来讨论它的成键形式和空间 结构。在这个配合物中Zn(5)为四配位形式, Zn(4)、 Zn(6) 为五配位形式。其中Zn(4)、 Zn(6) 离子分别与schiff碱中C=N中的N原子 ,C=O中的O原子、水杨醛部分的羟基O原子 和两个2-氨基吡啶环上的氮原子形成两个五配 位的四方锥结构。英国Ralph A. Zingaro课题组 也合成了三核Zn配合物,他们是利用Schiff碱大 环化合物配体与Zn配位:
二:席夫碱多核金属配合物 (一)席夫碱双核金属配合物
王瑾玲课题组利用20mmoL1-苯基-3-甲基-5吡唑啉酮( PMP)和水杨酰胺在适当的条件下制备了PMP 缩水杨酰胺席夫 碱及其铜(II) 配合物,取少量的Cu(II)配合物溶于DMF溶剂中,室 温下自然蒸发一周后得到适用于 X射线衍射分析用的单晶体,化 学式:Cu2(C18H13N3O3)2· 3H7NO)2 (C
9;NH2 ——R2C=NR' + H2O
席夫碱的制备在 催化下反应,但是不能用强酸,因为氢离子和羰 基结合成珜盐而增加羰基的亲电性能,但亲离子和氨基结合后形成铵 离子的衍生物,丧失了胺的亲核能力,所以本类反应条件要求非常严 格。席夫碱类化合物的C=N基团中杂化轨道的N原子具有易于流动的 二维平面孤对电子,能够有效配位金属离子和中性小分子,使席夫碱 成为配位化学研究的重要的配体。
席夫碱多核金属配合物
一:
席夫碱的简单介绍
二:
席夫碱多核金属配合物
三:
总结
一: 席夫碱的简单介绍 (一)席夫碱定义
席夫碱主要是指含有亚胺或甲亚胺特性基团(-RC=N-)的一类有 机化合物,通常席夫碱是由胺和活性羰基缩合而成。席夫碱类化合物 及其金属配合物主要在药学、催化、分析化学、腐蚀以及光致变色领 域的重要应用。在医学领域,席夫碱具有抑菌、杀菌、抗肿瘤、抗病 毒的生物活性[ 1];在催化领域,席夫碱的钴、镍和钯的配合物已经 作为催化剂使用[ 2];在分析化学领域,席夫碱作为良好配体,可以 用来鉴别、鉴定金属离子和定量分析金属离子的含量[ 3];在腐蚀领 域,某些芳香族的席夫碱经常作为铜的缓蚀剂[ 4];在光致变色领域 ,某些含有特性基团的席夫碱也具有独特的应用[ 5]。
(二)席夫碱的种类
(1)按配体结构分 :单席夫碱、双席夫碱、大环席夫碱。 单希夫碱合成采用单胺类和单羰基化合物的缩合。这类希夫碱化合物的 结构形式如图 1所示。
图 2 单席夫碱
双希夫碱多采用二胺和羰基化合物反应制备得 到这类配体的结构如图 2所示。
图 2双席夫碱
大环希夫碱在合成中经常采用碱土金属阳离子或镧系金属作为模板试剂 ,形 成 (1 + 1) , (2十 2) , (3 + 3)型大环希夫碱 ,结构如图 3 所示 , ( a) , ( b) , ( c)分别对应所 1 + l, 2 + 2和 3十 3型大环希夫碱。
双核铜配合物中吡唑啉环上的氧原子[O (1) ,O(4) ]、亚胺氮原子 [N(1) , N(2) ]和水杨酰上的酚氧原子[O(3) , O(6) ]分别与Cu(1)和 Cu(2)形成顺式的双六元螯合平面,相邻的六元螯合环平面形成了一个较大 的共轭体系增加了配合物分子的稳定性。 席夫碱的铜配合物研究较多 ,对 其杀菌、抗菌、抑菌、抗癌活性 ,以及催化作用、O2.- (超氧阴离子自由基 )的清除能力目前有较多的报道。贵州大学朱必学老师课题组用了Schiff碱 C29H29N5O4与CU(OAC)2.H2O合成席夫碱双核铜配合物C29H27N5O5CU2。 其合成方法如下:
PMP 缩水杨酰胺席夫碱配体
下图是利用 X射线衍射方法研究了配合物的晶体结构图
结果表明配合物为桥联双核铜结构 ,铜原子为五配位的四方 锥构型 ,每个铜原子与一个配体中吡唑啉酮上的氧原子、席夫碱 上的N原子、水杨酰的酚氧原子和溶剂 DMF中的氧原子配位 , 而相邻配体中水杨酰的酚氧原子也参加配位并将两个铜原子连 接起来形成桥联双核铜配合物 ,两个 Cu(II)原子间的距离为 0.3268 nm.芳环堆积作用和分子内及分子间氢键的存在增强 了配合物分子的稳定性.
Schiff碱大环化合物配体。这类配体作为一类有用的手性配体,手 性配体可以和金属配位在不对称催化反应被利用的。通过X射线衍 射分析结构如下。最引人注目的是Schiff碱大环化合物配体的结构 特征如图是循环的螺旋结构,这是不寻常的,是一个等边三角形的 形式,其腔中有氮氧端口。这有利于低聚多核手性配合物的形成。
用X-射线单晶衍射测定了配合的晶体结构。晶体结构中分别包含着两种化学结构 相同而几何结构相似的配体和配合物分子。在双核配合物的晶体结构相似的分子 经分子间氢键作用连接成二聚体,这些二聚体再通过其与乙醇分子之间形成的桥 联氢键扩展为一维链状结构。
(二)席夫碱三核配合物
华中师范大学胡宗球教授课题组以水杨醛缩水杨酰 肼席夫碱和2- 氨基吡啶的锌(II) 三元混配配合物晶体 经红外光谱元素分析和单晶衍射法确定该配合物的配晶 体结构如下:
图 4 大环席夫碱
(2)按缩合物质不同可分为缩胺类希夫碱、缩酮类希夫碱等。希 夫碱的早期研究为缩胺类 ,后来发展为缩酮类、缩胺类、缩氨 基脲类、胍类、氨基酸类及氨基酸酯类。近年来 ,人们不再满 足于传统原料缩合而成的希夫碱 ,而转向于一些其它新型材料 合成希夫碱配合物 ,如酚类、噻吩类、呋喃类、非环多醚类 , 并对它们的性质 ,诸如均衡性、稳定性、溶解性等进行了研究 。考虑形成配合物后的功能性、广谱性。由于席夫碱配合物的 广谱作用 ,故关于这类化合物的研究是近半个世纪以来生物无 机领域的研究热点。研究金属离子和席夫碱配体之间的合成、 结构、相互作用 ,对于深入考察其生理、药理活性的作用机理 、构造、稳定性等方面有着十分重要的作用。之前学者对席夫 碱单核金属配合物研究较多,笔者发现席夫碱多核配合物很少 。本文按常见的金属配体不同 ,简要介绍近年来席夫碱多核配 合物的研究进展。