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1,3,4-噁二唑和1,2,4-三氮唑及其衍生物,同属于五元杂环类化合物,具有配位点多,配位能力强和配位模式多等优点。在配位化学中,取代1,3,4-噁二唑和1,2,4-三氮唑作为有机配体可与过渡金属离子形成具有特殊性质的配合物,在农药、医药、多功能材料方面具有广泛的应用前景,特别是Fe(Ⅱ)配合物是产生自旋交叉现象的一个很好的体系,在分子开关、显示器件和信息存储材料等方面具有潜在的应用价值。在本论文中,我们设计合成了一系列的不对称取代1,3,4-噁二唑和1,2,4-三氮唑配体及其过渡金属配合物,并对它们进行了熔点、红外光谱、核磁共振氢谱、电喷雾质谱、元素分析和单晶结构等表征。变温磁化率的测定表明某些Fe(Ⅱ)配合物具有自旋交叉性质。 1.以2-吡啶甲酸为原料,经过多步有机反应合成了四个不对称取代1,3,4-噁二唑配体L1-4和五个不对称取代三芳基-1,2,4-三氮唑配体L5-9:2-(2-吡啶基)-5-(p-甲基苯基)-1,3,4-噁二唑(L1),2-(2-吡啶基)-5-苯基-1,3,4-噁二唑(L2),2-(2-吡啶基)-5-(p-氯苯基)-1,3,4-噁二唑(L3),2-(2-吡啶基)-5-(p-溴苯基)-1,3,4-噁二唑(L4),3-(p-甲基苯基)-4-(p-溴苯基)-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三氮唑(L5);3-苯基-4-(p-溴苯基)-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三氮唑(L6);3-(p-氯苯基)-4-(p-溴苯基)-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三氮唑(L7);3,4-二(p-溴苯基)-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三氮唑(L8),3-(p-溴苯基)-4-苯基-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三氮唑(L9)。配体的最终产率在67-83.7%之间。对配体进行了熔点、FT-IR、UV-Vis、1HNMR、ESI-MS和元素分析等表征,解析了配体L1-4及L6,8,9的单晶结构。 2.以配体L1-8为原料,合成了二十个新的Fe(Ⅱ)配合物:[FeL1-82(NCX)2](1~16)(1: L1,X=S;2: L2,X=S;3:L3,X=S;4:L4,X=S;5:L1,X=Se;6:L2,X=Se;7:L3,X=Se;8:L4,X=Se;9:L5,X=S;10: L6,X=S;11: L7,X=S;12: L8,X=S;13: L5,X=Se;14: L6,X=Se;15: L7,X=Se;16: L8,X=Se)和[FeL1-4(N(CN)2)2](17~20)(17: L1;18: L2;19: L3;20:L4)。对这些配合物都进行了元素分析、红外光谱等表征,同时解析了配合物1,10,20的晶体结构。变温(1.8-300 K)摩尔磁化率研究表明:4,10,14均为自旋交叉配合物。其中,4为突变型,并有11K的滞回圈,转变温度T1/2↓89 K,T1/2↑=100 K;10,14均为渐变型,转变温度分别为129 K和200 K,20为高自旋配合物。这些独特的性质是由于阴离子效应(NCS-或NCSe-)、取代基效应、氢键、π…π堆积作用和不同的结构等共同作用的结果。 3.以配体L9为原料合成了五个新的配合物:[FeL92(NCS)2](21),[FeL92(NCS)2]·CH3OH(21·CH3OH),[FeL92(NCSe)2](22),[MnL92(NCS)2](23),[CuL92(ClO4)2](24)。对其进行了红外、电喷雾质谱和元素分析等表征,解析了它们的单晶结构,配合物21~24均为单核的六配位配合物,均由两个配体通过各自的一个Npy和一个Ntrz参与配位,而剩余的两个配位点则由负离子配位。磁性研究表明,配合物21和21·CH3OH都为高自旋态。配合物21~24中均存在多种分子间和分子内相互作用(氢键、C-H…π、π…π堆积),进一步稳定了分子的结构。 4.研究了十二种1,3,4-噁二唑和1,2,4-三氮唑类化合物的抗菌活性并与商业化的抗菌剂(青霉素G钠和卡那霉素)进行了比较。其中G1组为配体L4,L8,L9; G2组为Fe(Ⅱ)的配合物4,12,22;G3组为Mn(Ⅱ)的配合物23,MnL102(NCS)2](25),[MnL112(NCS)2](26),[MnL122(NCS)2](27),[MnL132(NCS)2](28),[MnL142(NCS)2](29)(L10=3,5-二(2-吡啶基)-4-(p-甲基苯基)-1,2,4-三氮唑;L11=3-(p-氯苯基)-4-(p-甲基苯基)-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三氮唑;L12=3-(p-甲氧基苯基)-4-(p-氯苯基)-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三氮唑;L13=3-(p-甲氧基苯基)-4-(p-溴苯基)-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三氮唑;L14=3-(p-溴苯基)-4-苯基-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三氮唑)。结果表明配合物22和23对铜绿假单胞菌(Pseudomonasa-eruginosa)具有很高的抗菌活性,分别是青霉素的3.2和3.6倍。