毕业设计(论文)席夫碱及其钴配合物的合成与表征.doc
《毕业设计(论文)席夫碱及其钴配合物的合成与表征.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计(论文)席夫碱及其钴配合物的合成与表征.doc(22页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、目 录摘 要1Abstract2第一章 前 言31.1席夫碱的结构31.1.1吡唑啉酮及其衍生物的结构31.1.2氢键41.2 席夫碱配合物的应用41.2.1生物活性41.2.2 载氧活性51.2.3 催化活性51.2.4 化学分析中的应用61.2.5 功能材料中的应用71.3论文选题目的和意义7第二章 席夫碱及其钴配合物的合成82.1 试剂和实验仪器82.1.1 试剂82.1.2 仪器92.2 实验部分92.2.1 庚酰基吡唑啉酮的合成92.2.2席夫碱配体的合成92.2.3钴席夫碱配合物的合成10第三章 结果与讨论113.1 红外光谱113.2 紫外光谱133.3 荧光光谱15第四章 结
2、论16参考文献18致 谢20摘 要席夫碱是氮原子与碳原子用双键连结形成的一类化合物,具有良好的配位能力,能以氮、氧原子进行配位与过渡金属形成复杂的配位化合物。席夫碱基本结构中含-C=N-结构,其杂化轨道上的N原子具有孤对电子,因而在化学与生物学上的具有重要意义,受到人们的重视。酰基吡唑啉酮具有活泼的-二酮结构,与有机胺类缩合反应形成稳定的席夫碱。席夫碱及其金属配合物具有较好的抑菌、抗氧化、抗肿瘤活性,除了在催化、分析、材料领域有广泛的应用外,在医药方面也广范应用,如用于治疗、合成、生化反应、催化、生物调节剂等,因而受到人们的重视。本论文首先合成1-苯基-3-甲基-4-庚酰基吡唑啉酮-5-缩间甲
3、苯胺席夫碱,并且研究其配位性能,以其为配体与二价钴反应生成席夫碱配合物。对合成的的物质应用红外光谱法、紫外-可见光谱法、荧光光谱进行表征,研究其光谱性质,确定其结构。关键词:吡唑啉酮;席夫碱;席夫碱钴配合物ABSTRACTThe Schiff base is the compound maintaining double bond of nitrogen and carbon atom.which has the good coordinate ability, can form the coordination compound with the transition metal by ni
4、trogen and oxygen atoms. This matter has the important meaning in chemistry and the biology because of the -C=N- structure and electron pair on its hybridization orbits N atom. The acylpyrazolonate has -two alkone structure, which is easy to forms the stable alkali. The alkali compound has many func
5、tions, such as suppressing germ, disinfect, anti- tumor, virus safe living creature activity,. Currently, the compounds have important application in the medical science, catalyst, analytical chemistry, corrosion and optics realm .The paper synthesized 1-phenyl-3-methyl-4-heptanoyl-5-pyrazolone and
6、its alkali, then studied its coordinate performance reacting with cobalt(II). At last the structure of three compound is determined with infrared spectrometry, the ultraviolet - obvious spectrographic methodsand the fluorescence spectrum .Key words: pyrazolone; Schiff base; Cobalt complexes第一章 前 言1.
7、1 席夫碱的结构伯胺和醛、酮反应生成的化合物称为亚胺,亚胺一般不稳定,特别是脂肪族亚胺,易分解而难于分离。亚胺的碳或氮上若连有芳基时则较为稳定,芳香亚胺可以分离出来,通称为席夫碱。若亚胺的氮原子上连有-OH、-HCONH2或-HR等基团时,可使其变得非常稳定,这是由于与氮相邻原子上的未共用p电子对与C=N的键形成共轭,使C=N中碳原子的亲电活性降低。酰基吡唑啉酮具有活泼的-二酮结构,与含有氨基的功能基元反应形成稳定地席夫碱。席夫碱自1984年被H.Schiff首次发现以来,在生物医学、化学生命科学、热致变色、光致变色材料及非线性光学材料等科学领域受到越来越多专家和学者的关注。席夫碱的结构对其性
8、能有很大的影响,关于其各种性能(如光致变色等)的机理己有很多的研究。1.1.1吡唑啉酮及其衍生物的结构 图1-1 吡唑啉、吡唑啉酮及其衍生物分子结构吡唑啉酮中的吡唑环属于五元杂环,吡唑即l,2-二氮杂茂,2位的氮原子采用sp2杂化轨道成键,还有一个p电子占据另外一个p轨道,并参与共轭;吡唑环具有(4n+2)个电子的环状封闭的共轭体系,故或多或少具有一些芳香性。此外,2位氮原子有一个sp2杂化轨道被一对电子占据,未参加成键,具有碱性,可以与质子结合,但这一对电子s成分较多,靠近核,故碱性较一般的胺弱(一般胺的氮上孤电子对占sp3杂化轨道)。吡唑啉酮类化合物4位的两氢原子非常活泼,易酰化形成酰基吡
9、唑啉酮(-二酮结构),这给吡唑啉酮类化合物带来了丰富多彩的物理和化学性质。1.1.2氢键氢键具有饱和性和方向性,可分为分子间氢键和分子内氢键两种。在化合物中分子内氢键可以形成六元或五元环,六元环中的氢键要比五元环中的氢键强,主要由于氢键形成六元环可以获得准芳族结构。从红外光谱可知,六元环的-OH基的伸缩振动在2300-3400 cm-1有一宽谱带,五元环的化合物则在3400-3700 cm-1处出现一尖峰。氢键对分子的结构有非常大的影响,在浓度较高或质子性溶剂中,更倾向于形成分子间氢键。而在非质子性溶剂的稀溶剂中,形成分子内氢键则是主要的选择。由于含有-C=N-结构,Schiff碱容易形成烯胺
10、-亚胺异构。当亚胺分子上有活泼的a氢时,亚胺分子的活泼氢原子会转移到氮原子上,生成烯胺(图1-2A)。受质子溶剂与席夫碱易形成氢键,有利于烯胺(图1-2B)的形成。图1-2 Schiff碱的亚胺-烯胺互变异构1.2 席夫碱配合物的应用 Schiff碱长期受到重视,因它的基本结构中含C =N结构,其杂化轨道上的N原子具有孤对电子,所以赋予它重要的化学与生物学上的意义。此基团左右又可引入各类功能基团使其衍生化,从而在应用上独具特色。Schiff碱合成相对容易,能够灵活的选择各种胺类及带有羰基的不同醛和酮进行反应,改变连接的取代基,改变给予体原子本性及位置,可开拓出许多从链状到环合,从单齿到多齿,性
11、能不同,结构多变的配体,而且它还容易与大部分金属离子形成配合物,所以Schiff碱在配位化学中也占据重要的地位。本文着重从它的性能方面进行了综述,阐述了它的生物活性、载氧活性、催化活性以及它在分析化学和功能材料方面的应用。1.2.1生物活性 多年的研究发现,一些Schiff碱具有良好的杀菌抗癌作用。而其配合物因具有更强的脂溶性和细胞穿透性,所以它的抗菌谱更广,且不易产生耐药性,拥有更好的医药价值。H.ChenJ.Rhodes对于Schiff碱及其配合物的杀菌机理提出了见解1。 Hodnett等试验合成一系列的Schiff碱用于抑制小白鼠肿瘤生长的作用研究,研究表明醛取代基抗癌效应优于胺取代基,
12、水杨醛类Schiff碱优于其他醛类,而且亲油性和吸电子性的取代基是Schiff碱抗肿瘤活性所需要的2。 国内对Schiff碱及其金属配合物的抗菌性研究也做了大量工作。毕思玮3等人曾合成一系列的氨基酸水杨醛席夫碱及其铜()配合物,研究表明配合物的抗菌活性优于配体,同时发现这些配合物的抗菌活性随配体中氨基酸残基非配位基团R基: H ,CH3, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)2的增大而减小,并且其活性还与配合物的稳定性有一定的关系,这些工作为探索高效低毒的杀菌药物提供了有用信息。柳英翠45等人为寻求水溶性更好及活性更佳的的抗癌抑菌药物,在水杨醛苯环上引入硝基或氯原子,合成了新的Schiff
13、碱配合物,大大增加了药物的水溶性,使它更好的发挥药效。1.2.2 载氧活性 可逆载氧体对生命过程,尤其是对呼吸过程具有极重要的意义。天然的可逆载氧体分子量太大,结构太复杂,对环境要求太高,往往给深入研究带来很大困难。因此,人们往往选择模型化合物来进行研究。作为典型模型化合物,钴()的Schiff碱配合物越来越受到人们的重视。根据研究,钴()Schiff碱的四配体配合物,对O2、N2都有很好的吸附作用,但当其第五配合物存在时,对O2、N2的吸附作用有不同程度的削弱,对O2的吸附影响还较小,但对N2的吸附作用只剩下简单的物理吸附,所以又可把五配体的Schiff碱-钴配合物用作O2、N2的分离上。李
14、建章6等人对冠醚的单双Schiff碱-钴配合物进行氧加合性能研究,发现冠醚化后的Schiff碱-钴配合物,有利于双氧加合物的形成与稳定,同时冠醚所具有的特定的空间构型还会增大分子体积,有阻碍分子二聚而失活的可能性。1.2.3 催化活性 Schiff碱及其配合物有很好的催化性能,可用在不对称合成以及高分子合成中做催化剂。不对称合成是近年来有机化学学科中一个极为重要且富有活力的研究领域,在结构和立体化学复杂的天然产物合成中得到越来越广泛的应用。以前获得手性产物的方法主要是拆分法,而这意味着要损失一半的产品,造成原料和劳动力的巨大浪费。目前,这一问题可采用不对称合成的方法得以解决,即选择一种手性诱导
15、催化剂,使无手性或潜手性的作用物转变成光活性产物。在不对称合成中,手性催化剂的选择是反应成败的关键,金属配合物在这方面得到广泛的应用。一个良好的催化剂中心应与配体适当匹配,即配体不应过于降低配合物的催化性能,同时配体的结构修饰需要调整中心金属离子电子密度及周围立体环境。近年来,国内外也越来越重视对手性催化剂的研究,设计出了许多不同结构的催化剂。手性Schiff碱配合物是其中一类简单易制备的催化剂,其独特的结构特点决定了它有很好的催化性能,在近几年的不对称合成中成为研究的热点问题。尤其是在环丙烷化,烯烃环氧化反应中已表现出良好的应用前景。 Schiff碱配合物在环丙烷化反应中有很好的催化活性和光
16、学活性,但能够催化生成在农业上具有杀虫活性结构体的有效催化剂还不多,而且价格偏贵,因此寻找高效价廉的手性催化剂成为科学家研究的重点所在。仇敏7、王敏8等人合成一系列的Schiff碱配合物,并对其构造对催化性能的影响做了研究。 环氧化合物是一种有用的有机中间体,但其制备过程中往往有大量副产物产生,收率低。把Schiff碱配合物应用在烯烃环氧化反应中做催化剂,表现出较好的选择性,大大提高了产率。杜向东910等人合成并研究了非对称性和对称性Mn()席夫碱配合物催化非官能团性烯烃的环氧化反应。王积涛11等人也在这方面做了大量的工作,他们还认为好的不对称氧化反应催化剂要求中心金属离子具有适当的氧化还原电
17、位。 手性含氮配体的配合物近些年来在不对称均相反应研究中有了很大进展,如在不对称氢硅烷化1213和不对称氢转移1415中都取得了很好的催化效果,而且手性Schiff碱配体的过渡金属配合物比手性膦配体的配合物催化效果还要好。 Schiff碱配合物还可以在醇氧化为醛实验中做催化剂,袁淑军等人16合成的双亲媒性席夫碱型配合物,克服了Schiff碱配合物必须在某些非质子极性溶剂和强碱的作用下才能催化醇类物质的空气氧化反应的弱点。 此外Schiff碱配合物还可以用做高分子聚合催化剂,魏丹毅17把所合成的希夫碱配合物首次用于MMA聚合反应中做催化剂,发现有较好的立体规整性。1.2.4 化学分析中的应用 S
18、chiff碱的结构特点决定了它可以应用在分析化学中。因为它含有共轭双键,有一定的荧光性,所以可以通过测荧光进行微量分析,具有很好的效果。例如:甲醛是一种越来越严重的污染物,现在需要一种敏感准确、简单可靠的技术来检测它,S.T.Girousi18利用芳香胺与之生成Schiff碱,然后通过测其荧光性来确定它的存在,在环境科学中有重要意义。又因为Schiff碱可与金属离子络合,所以也可应用在分析化学中作为金属离子的分离、鉴定,甚至可通过色谱分析、荧光分析、光度分析,对其进行定量分析。孔淑青19合成新的Schiff碱,用CAA测定部分食品中的铜含量,与一般的方法相比较,有较好的准确性,且简单可行。Kh
19、uhawar通过气相色谱和普通的相转移色谱仪分离出合金中的铜和镍,用液相高选择性气相色谱仪分离出混合物在铜、铁、镍中的铀,用反相高选择性气相色谱分离出药物中的钴和铁。李锦州20等人合成新型席夫碱萃取剂,并应用在反相纸色谱中分离稀土离子。Schiff碱制作成的PVC薄膜可用在离子选择性电极上,现在已经制成Schiff碱型的铜、镉、钒等离子的选择性电极,有很高的选择性21。1.2.5 功能材料中的应用共轭聚合物在非线性光学、光电化学、发光二极管及二次电池等方面有广泛的应用前途。因Schiff碱含C =N双键,所以容易生成聚合物,任红霞22合成的共轭Schiff碱聚合物是很好的蓝光区发光材料。Sch
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业设计 论文 席夫碱 及其 配合 合成 表征
链接地址:https://www.31ppt.com/p-3982256.html