BIAN配体的合成
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配位化合物的合成与性质在无机化学领域中,配位化合物是指由一个或多个配体与中心金属离子或原子形成的化合物。
这些化合物具有独特的结构和性质,因此在材料科学、催化剂设计以及生物化学等领域具有广泛的应用。
本文将探讨配位化合物的合成方法以及其在化学反应和性质研究中的应用。
一、配位化合物的合成方法1. 配体取代法配体取代法是合成配位化合物的基本方法之一。
该方法通过将已有配体替换为新的配体来合成新的配位化合物。
取代反应的实施需要满足配体的取代能力和反应条件的要求。
例如,可以通过针对底物的氨基化和亲核取代来实现。
2. 配体加合法配体加合法是另一种常见的合成方法,其通过直接将配体与金属离子进行反应,从而形成配位化合物。
这种方法对于配体具有较强的配体场以及配体半衰期较长的情况下较为适用。
通过选择合适的配体加合方法,可以合成不同配位数和配体结构的配位化合物。
3. 纳米复合材料反应法纳米复合材料反应法是一种近年来新兴的合成方法。
该方法利用纳米颗粒作为载体,包裹着金属离子或原子,并通过控制反应条件,使其转化为配位化合物。
这种方法具有较高的选择性和合成效率,并可以得到精确控制结构的配位化合物。
二、配位化合物的性质1. 电子结构和磁性配位化合物的电子结构和磁性是其性质研究的重点之一。
配位化合物中的中心金属离子或原子通常会与配体形成配合物的电子结构。
这种配位作用可以影响到金属离子的价态和配位数,从而影响到物质的化学性质和催化活性。
另外,金属离子的配位环境也会对其磁性产生影响,例如,存在于配合物中的局域自旋和多电子相互作用等。
2. 热稳定性和光学性质配位化合物的热稳定性和光学性质对于其在催化剂和光学材料的应用具有重要意义。
一些过渡金属配合物在高温下具有较好的热稳定性,这使得它们能够在高温催化反应中保持较高的催化活性。
此外,配位化合物还具有丰富的光学性质,例如吸收、荧光和磷光等,这些性质使得它们广泛应用于光电材料和荧光探针等领域。
基于大位阻BIAN配体的锰、钴金属配合物的合成、结构与性质α-二亚胺配体具有氧化还原活性,能与过渡金属结合形成结构稳定、反应性质丰富的金属有机配合物。
因此,这类配体及其金属配合物具有重要的研究价值。
二亚胺苊(BIAN)是一类α-二亚胺的衍生物,具有能量较低的π*轨道,且具有多个连续的氧化态,是一类重要的氧化还原活性配体。
其金属配合物在均相催化等领域起着重要作用。
本文设计并合成了一系列二苯甲基取代的大位阻不对称BIAN配体,及其相应的锰、钴金属配合物。
其中,所合成的大位阻不对称BIAN配体都通过核磁共振、红外光谱等方法进行了表征。
该系列配体分别与钴和锰金属中心配位,得到了20个新的BIAN支撑的Co (II)或Mn(II)配合物。
配合物的组成、结构和性质通过核磁共振、红外光谱、紫外可见光谱以及X-射线单晶衍射等分析方法进行了表征。
在本文第二章中,以一系列大位阻不对称BIAN配体与无水CoCl<sub>2</sub>反应得到了十种具有不同电子性质的Co配合物。
通过对这些配合物的晶体结构表征,发现钴金属中心都是采取四配位的配位环境,呈四面体几何构型。
钴配合物的核磁谱图表现出峰型展宽和共振峰化学位移范围变大的现象,说明(Ar-BIAN<sup>X</sup>)CoCl<sub>2</sub>是顺磁性化合物。
在本文第三章中,以大位阻不对称BIAN配体与无水MnCl<sub>2</sub>反应得到了十种不同电子性质的锰配合物。
通过X-射线单晶衍射方法确定了这些配合物的固态分子结构。
实验结果表明,该系列Mn(II)配合物具有多种组成与结构,通过不同配体与反应溶剂的使用,可以分别合成与分离得到单核、双核及三核锰配合物。
单核锰配合物中锰金属中心分别与BIAN配体的两个氮原子、两个氯原子,以及溶剂四氢呋喃的氧原子配位,采取五配位的配位模式,呈近似三角双锥的几何构型。
1,2-二(3-吲哚亚甲胺基)乙烷的合成(希夫碱):第一步:于小烧杯中称取3-吲哚甲醛(11.2g, 0.1mol)置于250ml的圆底烧瓶中,用少量绝对乙醇(5-10ml)涮洗小烧杯,洗液倒入烧瓶中,再加入大约15ml 的绝对乙醇。
滴入1滴浓硫酸,磁子搅拌。
第二步:再于装有适量绝对乙醇(5-10ml)的小烧杯中称取1,2-乙二胺(重蒸)(3.0g, 0.05mol),装于恒压漏斗中,用15ml绝对乙醇涮洗小烧杯,洗液倒入恒压漏斗中,慢慢滴加到圆底烧瓶中,磁子搅拌。
第三步:滴加完毕后,溶液有白色浑浊,室温反应30小时。
其间用TLC做监测。
第四步:将反应后的溶液旋去约一半体积,放入冰箱,3-5℃过夜。
第五步:将产生的沉淀用砂芯抽滤,并用少量冷的无水乙醇洗2-3次,得灰白色固体。
干燥;即为产物。
第六步:将剩余溶液合并,重复四、五步骤。
1,2-二(3-吲哚甲胺基)乙烷的合成:第一步:将1,2-二(3-吲哚亚甲胺基)乙烷(15g, 0.063mol)置于250ml的圆底烧瓶中,冰浴条件下磁子搅拌。
第二步:称取NaBH4(6.0g, 0.16mol;其中NaBH4的量约为希夫碱的量的2.5倍)少量多次加入到烧瓶中,约3-5小时(由于反应剧烈,每次加入量不要太多,又因为硼氢化钠极易受潮,加完后应放到干燥器中保存;每加完硼氢化钠后,应用干燥管塞住烧瓶瓶口),加完后室温磁搅过夜。
(在加入硼氢化钠的过程中,溶液会产生大量气泡,溶液颜色逐渐变深,反应温度至室温后溶液颜色又逐渐变浅为米黄色)。
第三步:约24小时后停止反应,将溶剂旋干,得糊状物。
第四步:加入适量的蒸馏水使得到的固液混合物刚好溶解,用CH2Cl2萃取5次,每次70ml。
合并有机相(CH2Cl2),用无水NaSO4或无水MgSO4干燥3-5小时。
(注意:在萃取过程中,CH2Cl2相一般在下层,但由于水相密度过大,有时在前几次萃取时水相会在下层,要注意分辨)。
无机化学中的配位化合物的合成在无机化学中,许多重要的化学反应中都存在配位化合物的合成。
配位化合物是指带有一个或多个配体的金属离子与一些不含金属离子的分子化合物相互结合形成的复合物。
配位化合物在生物、工业和材料科学中都有着重要的应用。
因此,了解一些基本的配位化合物合成方法是非常必要的。
一. 酸碱法合成酸碱法合成是最常用的合成方法之一。
在此方法中,金属离子首先与碱性配体反应,形成产物的“母液”。
然后,向其中加入酸性配体,使其与金属离子螯合形成所需的配位化合物。
例如,将某些金属离子和氢氧化物反应,可以得到一些碱式金属盐。
接下来,加入某些酸性配体,如某些羧酸盐或胺类,可以得到配位化合物。
例如,可以通过酸碱法合成一些重要的金属络合物,如FeCl3所形成的Fe(C6H5COO)3。
这种化合物是一种强氧化剂,在某些有机反应中得到了广泛的应用。
二. 光合成光合成是另外一个常用的方法,适用于各种水溶性离子或氢氧化物的配位化合物。
在此方法中,将金属离子和配体放入光敏溶液中照射,以光催化的方式促进反应发生。
这种方法需要使用专业的设备,因此,成本比较高,但可以得到高纯度的产物。
例如,对于RhCl3和6,6’-二(β-萘乙酰氨基)-2,2’-双吡啶盐,可以通过光合成得到一个配位化合物。
可以利用这种配位化合物的吸咐特性进行分离和提取某些特定的分子。
三. 热解法热解法也是一个配位化合物的合成方法。
在这种方法中,将金属离子与其它配体混合,加热使得溶剂蒸发,留下固体混合物。
然后,将这个混合物加入到高温的熔盐中进行热解,以形成所需的配位化合物。
例如,可以将铜与苯并芴并吡啶合并形成金属配合物Cu(bpy)(Pbenz), 其中bpy为2,2'-联吡啶,Pbenz为苯并芴并吡啶。
四. 溶剂热法溶剂热法是一种较新的方法。
在这种方法中,将金属离子和配体混入一个溶剂中,在高温高压下反应。
由于高温和高压的影响,反应的速率显著提高。
此外,溶剂热法多能够得到高度晶化的产物,这对于实验室合成和应用都是非常重要的。
BIAN配体的合成摘要:使苊醌和对氨基苯甲醚在无水氯化锌的存在下进行反应,并随后除去金属盐来合成BIAN。
所得的BIAN是合成3-羰基-氯-BIAN-Rh(Ⅰ)络合物的中间产物,3-羰基-氯-BIAN-Rh(Ⅰ)常被用于制作光电设备。
关键词:BIAN 柱色谱重结晶Abstract:BIAN(bis(4-methoxyphenylimino)acenaphthene)was synthesized by the reaction of acenaphthenequione with p-anisidine in the presence of ZnCl2, followed by removal of the metal salt in a subsequent step.BIAN is the intermediate product of chlorotricarbonyl bis(phenylimino)acenaphthene rhenium(I) complexes, which are usually used in the fabrication of photovoltaic devicesKey Words:BIAN,Column Chromatography,RecrystallizationAr-BIAN类化合物以前并未受到许多关注,直到Elsevier和他的课题组开始对其进行研究。
之后,他们发现了其作为钯、铼、镍等配体可以广泛地用于化学反应的催化,如烯烃加氢,高分子聚合,丙烷环化,烯烃-CO聚合,炔烃在卤素或金属卤化物存在下的偶合,炔烃的选择加氢等等。
在一些反应中,Ar-BIAN配体对于提高催化体系的催化效果起了至关重要的作用。
另外,相比于大多数其他二亚胺的配体中,BIAN衍生物更稳定,它的稳定性不但能促进配体正确地配位,而且使其不易水解,中央C-C键也不易断裂。
[3]而且,BIAN是合成3-羰基-氯-BIAN-Rh(Ⅰ)络合物的中间产物,3-羰基-氯-BIAN-Rh(Ⅰ)常被用于制作光电设备,在制作太阳能电池中起了很大的作用。
吡喃酮异构体合成过程介绍吡喃酮(pyranone)是一类重要的有机化合物,具有广泛的应用前景,包括药物合成、天然产物合成等领域。
由于吡喃酮分子内部存在不同位置的异构体,合成过程中需要考虑选择适当的反应条件和方法以得到目标异构体。
本文将详细介绍吡喃酮异构体的合成过程。
一、吡喃酮的异构体吡喃酮分子由一个呈环状的吡喃酮骨架和两个取代基组成。
根据取代基的位置和性质的不同,可以分为多种异构体。
常见的吡喃酮异构体有以下几种: 1. α-吡喃酮:取代基位于吡喃酮骨架的α位,常见的有2-吡喃酮、3-吡喃酮等。
2. β-吡喃酮:取代基位于吡喃酮骨架的β位,常见的有4-吡喃酮、5-吡喃酮等。
二、吡喃酮异构体的合成方法合成吡喃酮异构体的方法多种多样,可以通过不同反应步骤和条件来控制所得异构体的结构和产率。
下面将介绍几种常见的合成方法。
2.1 羟酮酸酐的环化反应这是一种常见的合成吡喃酮的方法。
首先,将羟酮酸酐与氢氧化钠反应,形成一个中间产物。
接着,通过加热反应或酸催化,中间产物发生环化反应,生成吡喃酮。
2.2 元素有机化合物的环化反应许多元素有机化合物也可以通过环化反应合成吡喃酮。
比如,硅脂环化反应、硫脂环化反应等。
这种方法可以选择不同的元素有机化合物,来合成特定结构的吡喃酮异构体。
2.3 缩合反应缩合反应也是合成吡喃酮的一种常用方法。
通常,选择两个具有反应活性的化合物,通过缩合反应得到目标吡喃酮异构体。
这种方法可以根据具体的反应物选择,得到不同的吡喃酮结构。
2.4 其他方法除了上述方法,还有一些其他合成吡喃酮的方法,如热解反应、光化学反应等。
这些方法在实际应用中有一定的局限性,通常用于合成特定结构的吡喃酮。
三、吡喃酮异构体合成实例为了更好地了解吡喃酮异构体合成过程,以下是两个常见的合成实例。
3.1 α-吡喃酮的合成1.以3-羟基酮为起始物。
将3-羟基酮与过量的酸性酐缩合反应,得到羟酮酸酐。
2.在碱性条件下,将羟酮酸酐与过氧化氢反应,得到中间产物。
合成新型配体的方法与应用探索配体是指能够与金属离子或者其他分子形成稳定的配位化合物的分子。
合成新型配体是无机化学领域的重要研究方向之一,它可以为催化、药物研发和材料科学等领域提供有力支持。
本文将探讨一些常见的合成新型配体的方法以及其在不同领域的应用。
一、有机合成法有机合成法是合成新型配体的常用方法之一。
有机合成法通过有机合成化学反应,将不同的有机分子与金属离子或其他分子进行配位,形成新型配体。
有机合成法具有反应条件温和、反应选择性高等优点,因此被广泛应用于配体的合成。
例如,通过氮杂环化合物的合成可以得到一系列新型的含氮配体。
氮杂环化合物具有较强的配位能力和较好的稳定性,可以与多种金属形成稳定的配位化合物。
这些新型的含氮配体在催化反应中具有良好的催化活性和选择性,因此在催化领域得到了广泛的应用。
二、配体设计法配体设计法是合成新型配体的另一种重要方法。
配体设计法通过对配体的结构进行合理设计,以达到特定的配位效果。
配体设计法可以根据金属离子的性质和所需的配位模式,选择合适的配体结构和功能基团,从而合成出具有特定性质和活性的新型配体。
例如,通过合理设计含有官能基团的配体,可以调控配体与金属离子之间的配位键强度和配位模式。
这种配体设计法可以用于合成高选择性的催化剂,提高催化反应的效率和产率。
三、应用探索合成新型配体不仅可以为催化反应提供有效的催化剂,还可以在药物研发和材料科学领域发挥重要作用。
在药物研发中,新型配体可以作为药物的活性部分,与金属离子或其他分子形成稳定的配位化合物。
这些配位化合物具有较好的药物活性和选择性,可以用于治疗各种疾病。
例如,铂配合物是一类常用的抗癌药物,其活性部分为铂配体与DNA形成的配位化合物,通过干扰DNA的复制和修复来抑制癌细胞的生长。
在材料科学领域,新型配体可以用于合成具有特殊功能和性质的材料。
例如,通过合成含有芳香环的配体,可以制备出具有发光性能的材料。
这些具有发光性能的材料在光电子器件、显示技术和生物成像等领域具有广泛的应用前景。
向8-羟基喹啉的5位上接吡咯:先在8-羟基喹啉的5位上进行氯甲基化,然后再将吡咯与苄氯反应形成3反应路径:甲醛可用多聚甲醛代替合成此配体的目的在于吡咯易电聚合,将得到的配体与金属离子配位,形成的配合物通过电聚合的方法将其修饰到玻碳电极表面。
进行异相电化学催化反应。
M e+N O T E:R e a c t a n t s:2,R e a gen t s:3,S o l v e n t s:2,S t e p s:2,S t a g e s:4,M o st s t a g e s i n a n yo n e s t e p:2B u-tN O T E:R e a c t a n t s:1,R e a g e n t s:2,S o l v e n t s:1,S t e p s:1,S t a g e s:2H2(p-pyr)TPP:A25-ml amount of glacial acetic acid was added to 200 mg (151 mmol) of 2,5-dimethoxytetrahydrofuran (Aldrich) and 200 mg(3.30 mmol) of H2(p-NH2)TPP and the resultant solution refluxed with stirring for 1.5 h. A precipitate formed during the reaction. After the mixture was cooled to room temperature, the porphyrin was filtered and washed with methanol and hexane; yield 200 mg (75%). The completeness of the reaction was checked by using IR spectroscopy in KBr pellets. No maxima at about 3400 cm-1were observed for the final product, indicating the absence of stretching vibration for free aromatic amine groups.超氧阴离子;superoxide anion性质:需氧生物体内氧分子作为最重要的电子受体在物质代谢过程中被还原成水:O2+4e→2H2O,如此利用的氧约占组织耗氧总量的95%,其余5%的氧在还原过程中由于接受电子数目不等可以形成多种性质活泼的活性氧。
BIAN配体的合成
摘要:使苊醌和对氨基苯甲醚在无水氯化锌的存在下进行反应,并随后除去金属盐来合成BIAN。
所得的BIAN是合成3-羰基-氯-BIAN-Rh(Ⅰ)络合物的中间产物,3-羰基-氯-BIAN-Rh(Ⅰ)常被用于制作光电设备。
关键词:BIAN 柱色谱重结晶
Abstract:BIAN(bis(4-methoxyphenylimino)acenaphthene)was synthesized by the reaction of acenaphthenequione with p-anisidine in the presence of ZnCl2, followed by removal of the metal salt in a subsequent step.BIAN is the intermediate product of chlorotricarbonyl bis(phenylimino)acenaphthene rhenium(I) complexes, which are usually used in the fabrication of photovoltaic devices
Key Words:BIAN,Column Chromatography,Recrystallization
Ar-BIAN类化合物以前并未受到许多关注,直到Elsevier和他的课题组开始对其进行研究。
之后,他们发现了其作为钯、铼、镍等配体可以广泛地用于化学反应的催化,如烯烃加氢,高分子聚合,丙烷环化,烯烃-CO聚合,炔烃在卤素或金属卤化物存在下的偶合,炔烃的选择加氢等等。
在一些反应中,Ar-BIAN配体对于提高催化体系的催化效果起了至关重要的作用。
另外,相比于大多数其他二亚胺的配体中,BIAN衍生物更稳定,它的稳定性不但能促进配体正确地配位,而且使其不易水解,中央C-C键也不易断裂。
[3]而且,BIAN是合成3-羰基-氯-BIAN-Rh(Ⅰ)络合物的中间产物,3-羰基-氯-BIAN-Rh(Ⅰ)常被用于制作光电设备,在制作太阳能电池中起了很大的作用。
[2]
合成BIAN配体的路线如下:
实验步骤
1 在25ml圆底瓶中加入93.0mg(0.51mmol)苊醌,160.9mg(1.31mmol)对氨基苯甲醚,138.2mg(1.01mmol)无水ZnCl2和10ml醋酸。
加热回流1h,待自然冷却至室温,析出固体。
抽滤,固体用5ml醋酸洗两遍,再用5ml乙醇洗两遍。
2 将配合物加入50ml圆底瓶,并加10gK2CO3和10ml水,加热回流1h。
待冷至室温,析出固体。
抽滤,水洗至中性,抽干。
取22.0mg粗品,用丙酮过柱,得7.1mg纯品。
剩余粗品用乙醇重结晶,10ml石油醚洗两遍,得46.3mg纯品,产率23.2%。
用TCL(PE:EA=1:1)检验,过柱纯品有杂质点,而重结晶纯品较纯。
结果与讨论:
1产率较低。
主要原因是在将粗产物用水洗时,将滤纸捣破了,固体漏到抽滤瓶中,而抽滤瓶在之前洗BIAN-Zn(Ⅱ)之后没有洗,因此无法将漏进抽滤瓶中的固体回收,获得的经验是抽滤瓶包括锥形瓶用好之后一定要洗掉,避免重复使用时操作失误而造成无法挽回的失败。
2本次用两种方法提纯粗品,一种是重结晶,一种是过色谱柱,最终得到的纯品分别用薄板层析(PE:EA=1:1)进行检验。
发现重结晶后的纯品纯度较高,而过柱得到的产品在产物点的上方还有一个紫外显色的点。
是何种物质未知。
说在过柱子时用丙酮作为淋洗剂极性选大了,应该使用石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂作淋洗剂较为合适,通过薄板层析确定,我认为选PE:EA=2:1到3:1的配比较为合适。
3第一步反应机理如下,羰基在酸的催化下亲电性增强,胺亲核进攻羰基,质子转移,最后离去一分子水形成亚胺。
4本次实验重点学习了干法装柱干法上样,主要流程如下:将粗品溶于溶剂,加入适量粗硅胶,旋干,注意旋蒸球中要塞棉花,防止粉末冲进旋蒸球。
通大气后比较好的操作方式是连茄形瓶带旋蒸球一并拿下,如果单拿下茄型瓶,由于体系中气压略小于大气压,大气冲入时可能将少量粉末冲出。
将适量细硅胶倒入色谱柱,用洗耳球敲平,抽实。
用洗瓶沿柱子壁倒适量石油醚,用水泵抽并不断加入石油醚直至柱子全部湿润。
用加压塞挤平石油醚,将产物粉末倒入,用洗耳球敲平,加适量石英砂。
倒适量石油醚,压至和石英砂齐平,开始加淋洗剂洗脱。
参考文献
[1] Rob van Asselt1, Cornelis J. Elsevier1, Wilberth J. J. Smeets2, Anthony L. Spek2, Roland Benedix3.Recueil des Travaux Chimiquees des Pays-Bas.1994,113,88
[2]Chris S.K. Mak a, Hei Ling Wong a, Qing Yun Leung a, Wing Yan Tama, Wai KinChan a,*,Aleksandra
B. Djurišic′b.Journal of Organometallic Chemistry 694 (2009) 2770–2776
[3]Michela Gasperini, Fabio Ragaini,* and Sergio Cenini. Organometallics 2002, 21, 2950-2957。