烷基桥联的N-杂环卡宾金属配合物的合成及其结构的_研究本科毕业论文

天津师范大学本科毕业论文（设计）题目：烃基桥联N-杂环卡宾金属配合物的合成和荧光性能的研究学院：化学学院学生姓名：赵丽轩学号：08507051专业：化学年级：2008级完成日期：2012年5月指导教师：柳清湘烃基桥联N-杂环卡宾金属配合物的合成和荧光性能的研究摘要：N -杂环卡宾配体由于其给电子能力强、易于制备而且对环境友好等特点而成为金属有机化学领域的研究热点,其在催化、新型材料、抗菌药物及液晶材料等方面均有令人瞩目的应用。

N-杂环卡宾是具有优良的给电子特性且能与金属形成反馈键。

它的反应活性高，几乎能够与周期表中的所有元素反应。

本文采用了烃基桥联的氮杂环卡宾作为配体，得到了一个N-杂环卡宾金属Co (Ⅱ)的配合物晶体。

用X-单晶衍射、核磁共振表征其结构，并对配合物荧光性能进行了研究。

关键词：N-杂环卡宾；金属配合物；晶体结构；荧光性能N-heterocyclic Carbene Metal Complexes by Alkyl Bridge Linkage: Synthesis and Fluorescent Properties StudiesAbstract：N-heterocyclic carbene ligands have electron-donating ability, easy preparation and environmentally friendly characteristics. Due to these characteristics, this field became a research hot spot of organometallic chemistry. It has compelling applications in homogeneous catalysis, new materials, antibacterial agents and liquid crystal materials. N-heterocyclic carbene has excellent electrical characteristic,and it can form back donating bonds with metal. It has high reactivity which is able to react with almost all elements in the periodic table.In this paper, we obtained a crystal of Co(Ⅱ) with the alkyl-bridged heterocyclic carbene as a ligand. And its structure was characterized by NMR and X-ray diffraction. And the fluorescent properties were studied.Keywords : N-heterocyclic carbene, metal complexes, crystal structure, fluorescent properties目录1 前言 (1)2N-杂环卡宾的研究进展 (2)2.1卡宾及N-杂环卡宾的定义及其分类 (2)2.1.1 卡宾及N-杂环卡宾的定义 (2)2.1.2 N-杂环卡宾的分类 (2)2.2 N-杂环卡宾的电子结构及稳定性 (3)2.2.1 N-杂环卡宾的自旋多重性 (4)2.2.2 N-杂环卡宾的电子效应 (5)2.2.3 N-杂环卡宾的体积效应 (5)2.2.4 N-杂环卡宾的电子结构及稳定性 (5)2.3 N-氮杂环卡宾的合成 (6)2.3.1 1,3-二取代咪唑盐的一般合成方法 (6)2.3.2 N-杂环咪唑鎓盐强碱脱质子法 (7)2.3.3 环硫脲去硫法 (8)2.4 N-杂环卡宾的反应性能 (8)2.4.1 N-杂环卡宾与路易斯酸生成的加合物 (8)2.4.2 N-杂环卡宾的质子化 (9)2.4.3 N-杂环卡宾与氮族、氧族、卤族元素生成的加合物 (9)2.4.4 N-杂环卡宾与路易斯碱生成的加合物 (10)2.5 N-杂环卡宾金属配合物的催化性能 (11)2.6 N-杂环卡宾金属配合物的荧光性能 (11)3 选题意义和设计思路 (12)3.1选题意义 (12)3.2设计思路 (12)4 实验部分 (13)4.1配体的合成 (14)4.1.1 1-(2’-亚甲基吡啶基)苯并咪唑 (14)4.1.2 1,3-二[1-(2’-吡啶亚甲基)-3-苯并咪唑]正丙烷溴化物(2) (14)4.1.3 1,3-二[1-(2’-吡啶亚甲基)-3-苯并咪唑]正丙烷六氟磷酸盐(3) (15)4.2配合物[Co(L3).2Cl]的合成(4) (15)5 结果与讨论 (16)5.1 环状N-杂环双卡宾Co配合物的晶体结构 (16)5.2 配合物4的晶体结构参数及选择的键长键角 (18)5.3 配体3及配合物4的荧光性质 (20)5.4 小结： (20)参考文献 (21)致谢 (23)1前言随着科学技术的发展，N-杂环卡宾金属配合物的研究现已成为金属有机化学的前沿领域之一[1]。

《氮杂环卡宾贵金属配合物的合成及其催化性能探究》一、引言随着科学技术的不断发展，人们对有机合成与催化过程的需求愈发增长。

贵金属配合物以其独特的物理和化学性质，在许多化学反应中扮演着重要角色。

近年来，氮杂环卡宾贵金属配合物作为一种重要的催化剂体系，其合成与催化性能研究已成为化学领域的热点之一。

本文将就氮杂环卡宾贵金属配合物的合成及其催化性能进行详细探究。

二、氮杂环卡宾贵金属配合物的合成1. 合成方法氮杂环卡宾贵金属配合物的合成通常包括两个步骤：首先合成氮杂环卡宾配体，然后将其与贵金属盐进行配位反应。

常见的合成方法包括：溶剂法、固相法、微波法等。

本文采用溶剂法进行合成，以获得较高纯度的产品。

2. 实验步骤（1）配体的合成：以合适的氮杂环化合物为原料，通过适当的反应条件，合成氮杂环卡宾配体。

（2）配合物的合成：将合成的氮杂环卡宾配体与贵金属盐（如钯、铂、铑等）在溶剂中混合，控制温度和时间，进行配位反应。

通过优化反应条件，可得到较高产率的氮杂环卡宾贵金属配合物。

三、催化性能探究1. 反应类型氮杂环卡宾贵金属配合物在有机合成中具有广泛的应用，如烯烃氢化、烯烃氧化、交叉偶联等反应。

本文将着重探讨其在烯烃氢化反应中的催化性能。

2. 催化过程及性能评价（1）烯烃氢化反应：以氮杂环卡宾贵金属配合物为催化剂，加入底物和氢源，控制反应条件（如温度、压力、时间等），进行烯烃氢化反应。

通过对比不同催化剂的活性、选择性及稳定性，评价其催化性能。

（2）性能评价标准：以转化率、选择性、催化剂寿命等指标评价催化剂的催化性能。

同时，通过分析反应产物的结构，验证氮杂环卡宾贵金属配合物在催化过程中的作用机制。

四、结果与讨论1. 合成结果通过优化反应条件，成功合成了不同种类的氮杂环卡宾贵金属配合物。

通过元素分析、红外光谱、核磁共振等手段对产物进行表征，确认其结构与纯度。

2. 催化性能分析（1）烯烃氢化反应结果：在相同反应条件下，对比不同催化剂的催化性能。

N—杂环卡宾在苯并唑类磷配体的合成及烯丙基烷基化反应中的应用探究专业品质权威编制人：______________审核人：______________审批人：______________编制单位：____________编制时间：____________序言下载提示：该文档是本团队精心编制而成，期望大家下载或复制使用后，能够解决实际问题。

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N-杂环卡宾金属络合物的合成及其在催化反应中的
应用的开题报告
标题：N-杂环卡宾金属络合物的合成及其在催化反应中的应用
背景和意义：
过渡金属卡宾化合物作为一类重要的有机合成化学物质，在有机合
成中已经得到了广泛的应用。

特别是N-杂环卡宾（NHC）卡宾化合物，
因其稳定性高、反应活性好，成为有机合成中的重要骨架。

同时，通过
合成N-杂环卡宾金属络合物，可以在改善N-杂环卡宾卡宾化合物的性质的基础上，进一步扩展其在催化反应中的应用范围。

研究方法：
N-杂环卡宾金属络合物的合成方法包括直接金属化法、先合成配合
物再去配体法、化学氧化法等多种途径。

比如通过在卡宾钠的存在下，
氮环间的酰胺发生α-消除反应，进而生成N-杂环卡宾配体，进而生成N-杂环卡宾钯配合物。

催化反应研究方面，则可以从合成反应开始，开展多种有机合成反
应的研究，如不对称亲核加成反应、稠环酮的化学还原反应、阳离子性
多环芳香族化合物的化学还原等等。

同时，还可以通过结构修饰杂环卡
宾及其金属配合物，进一步探索其在不同反应中的催化性能及作用机制。

预期结果：
本研究预计通过合成N-杂环卡宾金属络合物，并将其应用于不同的
有机合成反应中，提高其反应活性和选择性，为有机合成化学领域的发
展做出新的贡献。

同时，也将拓展N-杂环卡宾卡宾化合物在催化反应中
的应用范围，探索其作用机理，并推动该领域的发展。

天津师范大学本科毕业论文（设计）题目：烷基桥联的N-杂环卡宾金属配合物的合成及其结构的研究学院：化学学院学生姓名：方漪芸学号：08507018专业：化学年级：08级完成日期：2012年05月指导教师：柳清湘烷基桥联的氮杂环卡宾金属配合物的合成及其结构的研究摘要：N-杂环卡宾及其金属配合物在金属配位化学和有机化学中的应用非常广泛，它不仅能与元素周期表中的许多金属元素发生反应并且其得到的金属配合物所显示出来的优良催化活性使其成为最具潜质的催化剂。

除此之外，它也开始广泛地应用于精细化工产品的合成中，成为现代有机化学中必不可少的重要物质之一。

因此为了使氮杂环卡宾金属配合物的相关合成方法有新的拓展，本文采用烷基桥联的氮杂环卡宾作配体，合成并且得到了一个N-杂环卡宾镍金属配合物的晶体，并对其结构进行了相关研究。

关键词：N-杂环卡宾；金属配合物；合成；结构研究Synthesis of N-heterocyclic Carbene Metal Complexes byAlkyl Bridge LinkageAbstract：N-heterocyclic carbene and N-heterocyclic carbene mental complexes are widely used in coordination organometallic chemistry and coordination chemistry. Now, it has became one of the hotest topics in the field of chemistry. The study of N-heterocyclic carbine began in 1991, when first free N-heterocyclic carbene was isolated by Ardengo, this has evoked considerable attention. N-heterocyclic carbine always shows high activity, it can react with almost all elements in periodical table.Besides, the excellent catalytic activity of N-heterocyclic carbene mental complexes makes it beco me the most potential catalyst. What’s more, N-heterocyclic carbine have made signficant progesses in the synthesis of fine chemical products,which makes it occupy an important position in organic chemistry. In order to expand the synthesis of N-heterocyclic carbine mental complexes ,we used N-heterocyclic carbine which bridged by alkyl as ligand and one N-heterocyclic carbene nickel complex was prepared. And we have the structure researched..Key words : N-heterocyclic carbene; metal complex; prepare; structure research目录一、前言 (1)二、N-杂环卡宾的简介及研究进展 (2)2.1 N-杂环卡宾的定义及分类 (2)2.2 N-杂环卡宾的电子结构效应及其稳定性 (3)2.2.1 N-杂环卡宾的电子效应 (3)2.2.2 N-杂环卡宾中的取代基效应 (3)2.2.3 N-杂环卡宾的电子结构及稳定性 (4)2.3 N-杂环卡宾的化学反应 (5)2.3.1 N-杂环卡宾与路易斯酸的反应 (6)2.3.1.1 N-杂环卡宾的质子化 (6)2.3.1.2 N-杂环卡宾与卤素的反应 (6)2.3.1.3 N-杂环卡宾与氮族元素的反应 (7)2.3.1.4 N-杂环卡宾与氧族元素的反应 (7)2.3.1.5 N-杂环卡宾与碳族元素的反应 (8)2.3.2 N-杂环卡宾与路易斯碱的反应 (9)2.4 N-杂环卡宾的合成方法及其与金属之间的反应 (9)2.4.1 N-杂环卡宾的合成 (9)2.4.2 N-杂环卡宾与金属的反应 (10)2.4.2.1 N-杂环卡宾与碱金属和碱土金属形成配合物的反应 (10)2.4.2.2 N-杂环卡宾与过渡金属之间生成的配合物 (10)2.5展望N-杂环卡宾的研究前景 (11)三、选题意义和设计思路 (12)3.1 选题意义 (12)3.2 设计思路 (12)四、实验部分 (13)4.1配体的合成 (14)4.1.1 2-氯甲基苯并咪唑 (14)4.1.2 1,2-二-3-苯并咪唑丁烷 (16)4.1.3 1,4-二[1-氯甲基苯并咪唑基-3-苯并咪唑]丁烷化合物 (16)4.2金属Ni的配合物20的合成 (15)五、结果与讨论 (16)5.1环状N-杂环双卡宾镍配合物的晶体结构 (16)5.2 配合物20的晶体结构参数及选择的键长键角 (17)5.3实验结果： (18)六、小结 (19)参考文献： (19)致谢 (22)一、前言随着科技的不断发展，N-杂环卡宾金属配合物研究已经跃升至金属有机化学的前沿领域。

毕业论文文献综述应用化学N-杂环卡宾的合成和应用1 前言1.1 卡宾卡宾（carbene）又称碳烯，一般以R2C表示，指碳原子上只有两个键连有基团，还剩有两个未成键电子的高活性中间体。

卡宾的寿命远低于一秒，只能在低温下（77K以下）捕获，在晶格中加以分离和观察。

卡宾与碳自由基一样，属于不带正负电荷的中性活泼中间体。

卡宾只有6个价电子，含有一个电中性的二价碳原子，在这个碳原子上有两个未成键的电子。

卡宾是一种强Lewis酸，具有很强的亲电性。

1.2 N-杂环卡宾最早对N-杂环卡宾的研究起始于1960年，当时Wanzlick[1]等对噻唑-2-碳烯进行了详尽透彻的研究。

由于噻唑-2-碳烯类化合物异常的活泼性，尽管在当时Wanzlick并没有成功通过分离技术得到N-杂环卡宾，但是他们意识到咪唑环中邻位氮原子的给电子效应可以稳定2-位上的卡宾中心，这一思想为之后的N-杂环卡宾化学的发展奠定了基础。

在这之后，N-杂环卡宾引起了化学家们的广泛的研究兴趣。

在近十几年来，N-杂环卡宾的的研究得到了迅速的发展，特别是在金属成键的配位化学这一领域。

最近几年，N-杂环卡宾的金属络合物作为一种催化剂，已经在多个领域取得了广泛的应用。

N-杂环卡宾被看作是一种有机膦配体的代替品。

在某一些有机金属催化反应方面，N-杂环卡宾被当做配体已经成功取代了应用广泛的膦配体。

由于在催化方面的出色表现，N-杂环卡宾配合物的合成及其催化性质的研究受到了国内外化学家的关注。

1.2.1N-杂环卡宾的分类及其应用常见的N-杂环卡宾根据环上氮原子的数目不同或氮原子位置的不同有咪唑型卡宾，三唑型卡宾等。

N-杂环卡宾一般以单线态形式存在，卡宾碳原子采用sp2杂化形式，卡宾碳原子周围有6个电子，是一个缺电子体系，卡宾碳原子上的一对电子处在σ轨道上。

从电子共轭效应考虑，2个氮原子p轨道上的孤对电子和卡宾碳原子上的空p轨道可以发生给电子共轭效应，这样降低了卡宾碳原子的缺电子性。

功能化N-杂环卡宾金属配合物的合成及催化性能研究的开题报告一、研究背景和意义N-杂环卡宾（NHCs）是一种具有极强的配位能力和稳定性的配体，近年来在有机合成、催化反应和材料科学等领域中得到了广泛的应用。

随着研究的深入，发现通过功能化NHCs可以使其在金属催化反应中发挥更加重要的作用。

因此，如何有效合成高效的功能化NHCs金属配合物，并探究其在催化反应中的性能，成为当前化学领域中一个备受关注的研究方向。

本研究拟通过合成各种结构新颖且具有特殊性质的N-杂环卡宾金属配合物，并对其催化性能进行详细的研究和探究，以期在有机合成和催化领域中有更广泛的应用。

二、研究内容和方法本研究的主要内容为：1. 合成一系列具有不同功能基团的N-杂环卡宾金属配合物。

2. 对合成得到的配合物进行表征，包括核磁共振（NMR）、质谱（MS）、元素分析、X射线衍射等。

3. 系统地研究功能化NHCs金属配合物在不同催化反应中的性能，并建立相关反应机制和催化途径。

4. 探究金属配合物中的杂化轨道性质，包括杂化轨道的形成原理和能级结构。

5. 结合理论模拟计算，深入探讨功能化NHCs金属配合物在催化反应中的作用机理。

本研究主要采用有机化学合成方法和多种表征技术，结合催化反应评估方法和理论计算手段，全面系统地研究功能化NHCs金属配合物的合成及催化性能。

三、研究计划和进度安排本研究的计划和进度安排如下：第一年：1. 学习金属有机化学相关知识和实验技能。

2. 合成几种常用的N-杂环卡宾金属配合物，并对其性质进行表征和催化反应评估。

3. 寻找新型功能化N-杂环卡宾金属配合物的合成方法，并对其各项性质进行表征。

第二年：1. 选取几种具有优异催化性能的功能化N-杂环卡宾金属配合物进行催化反应评估。

2. 根据催化反应结果和理论计算，建立反应机理和催化途径。

3. 阐明该类金属配合物中的杂化轨道性质和能级结构。

第三年：1. 根据第二年研究结果，合理设计一种具有优良催化性能、结构新颖的功能化N-杂环卡宾金属配合物。

《氮杂环卡宾贵金属配合物的合成及其催化性能探究》一、引言随着对化学科学与技术的深入发展，对贵金属配合物的研究已日益增多。

特别是氮杂环卡宾贵金属配合物，由于其独特的结构和性质，在有机合成、催化、材料科学等领域中得到了广泛的应用。

本篇论文主要研究氮杂环卡宾贵金属配合物的合成及其催化性能，为该领域的研究提供理论依据和实验数据。

二、氮杂环卡宾贵金属配合物的合成1. 合成原料与试剂本实验采用氮杂环卡宾配体、贵金属盐等作为主要原料和试剂。

所有试剂均为分析纯，使用前未进行进一步处理。

2. 合成方法氮杂环卡宾贵金属配合物的合成主要采用溶液法。

首先将氮杂环卡宾配体与贵金属盐在有机溶剂中混合，加热搅拌一定时间后，冷却、过滤、洗涤、干燥，得到目标产物。

3. 合成结果与讨论通过单晶X射线衍射、元素分析、红外光谱等手段对合成的氮杂环卡宾贵金属配合物进行表征。

结果表明，我们成功合成了目标产物，其结构与预期相符。

三、催化性能探究1. 催化反应类型本实验主要探究氮杂环卡宾贵金属配合物在有机反应中的催化性能，如氢化反应、氧化反应、加成反应等。

2. 催化实验方法将氮杂环卡宾贵金属配合物作为催化剂，加入到底物中，在一定温度、压力和时间内进行反应。

通过对比有无催化剂条件下的反应结果，评估催化剂的催化性能。

3. 催化结果与讨论实验结果表明，氮杂环卡宾贵金属配合物在有机反应中具有良好的催化性能。

它能有效地降低反应活化能，提高反应速率，且对反应的选择性也有显著提高。

此外，该类催化剂具有良好的重复使用性，能有效降低生产成本。

四、结论本论文成功合成了氮杂环卡宾贵金属配合物，并对其催化性能进行了探究。

结果表明，该类催化剂在有机反应中具有良好的催化性能和重复使用性。

这为氮杂环卡宾贵金属配合物在有机合成、催化、材料科学等领域的应用提供了理论依据和实验数据。

未来，我们将进一步研究该类催化剂的合成方法和催化性能，以期在工业生产中发挥更大的作用。

五、展望随着科学技术的不断发展，对催化剂的性能要求也越来越高。