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苯并咪唑配位合物的研究进展摘要：苯并咪唑类配合物拥有广泛地用途，如今越来越受到人们的重视Benzene and imidazoles complexes have wide uses, now more and more peoplepay attention to it.苯并咪唑及其衍生物是一类重要的含氮杂环化合物，由于具有较高的选择性和良好的生物活性而在医药、食品、卫生、纺织和生物仿生等领域有着广泛应用。

同时，苯并咪唑由于具有较强的配位能力和多样性的配位构型，由它们作为配体得到的一些金属配合物，不但具有杀菌、抗癌、催化等活性，而且还具有良好的光致发光和电致发光性能，在光电功能材料领域逐渐受到人们的重视。

一．配位化学简介配位化学是在无机化学基础上发展起来的一门学科。

它所研究的主要对象为配位化合物。

配位化合物是有机配体和金属离子之间通过配位键形成的具有高度有序的无限网络结构的配合物。

按照我国的标准命名，配合物是由可以给出孤对电子或多个不定域电子的一定数目的离子或分子（称为配体）和具有接受孤对电子或多个不定域电子的空位的原子或离子（统称为中心原子按一定的组成和空间构型所形成的化合物。

配位化合物简称配合物，是一类数量极多的重要化合物。

1798年Tassaert合成了公认的第一个配合物[ CO ( NH3)6] Cl3。

1891 年，年仅25岁的瑞士科学家We r ne r 提出We r ne r 配位理论，1893年，We rner 又在德国《无机化学学报》上发表了一篇著名的论文，题为“关于无机化合物结构的问题”，提出了现在称之为“Werner 配位理论”的学说，奠定了配位化学早期的理论基础。

之后，人们相继合成了多种配合物，并在动物和植物有机体中也发现了许多重要的配合物。

如今它已广泛渗透到分析化学有机化学催化化学结构化学和生物化学等领域，并出现了交叉型边缘学科，如金属有机化生物无机化学等，成为化学科学中一个重要的分支。

由于配位化合物是通过金属和有机配体的自组装而形成的，因而配位化合物既保持了有机分子的特性又具有无机金属的特性，是材料科学研究的一个新领域，在理论和应用上都有极大的价值，因此受到人们的极大重视。

早期的配位化学集中在研究以金属阳离子受体为中心（作为酸）和以含N、O、S、P 等给体原子的配体（作为碱）通过相互作用（即形成化学键），而形成的所谓“Werner 配合物”。

后来的许多研究表明供体与受体的相互作用，可以存在于无机物之间、有机物之间、无机物和有机物之间；可以存在于物质的固态、液态和气态；可以存在于反应的始态、终态或中间态。

人们对于这种相互作用的深入研究，使配位化学逐渐成为许多化学分支学科的理论基础，从而使无机化学不断向其他化学分支渗透，在无机化学的发展过程中配位化学起了相当重要的作用。

近5 0 年来，配位化学发展相当迅速。

一个重要的原因是它在无机化学的基础上不断向有机领域渗透。

1951 年，二茂铁化合物的合成及夹心型化合物的研究而使Wilkinsen和Fisher获得了1973年的Nobel Prize ；1953 年，Ziegler - Natta催化剂的发现使配位化学应用到了石油工业；1965年，分子氮金属化合物的合成，使人类大气固氮的研究向前跨进了一大步；1965 年 B. Rosenberg 等人打开了金属配合物抗癌药物研究的新领域；1984年，分子氢合物的合成提示了只含σ- 键分子也可形成配合物的现象，提出了新的σ- 键理论。

已有20 位Nobel Prize 的获得者从事与配位化学有关的研究。

可以说，配位化合物深入到了各个领域，因此，合成新的功能配合物就成为合成化学家的热门课题之一。

二．苯并咪唑类金属配合物的研究进展苯并咪唑及其衍生物是一类非常有趣的含氮杂环化合物，具有较强的配位能力和多样性的配位构型，在构筑具有特殊的拓扑学结构、优美的几何造型、奇特而有趣的性质和新颖的超分子框架方面有广阔的应用前景，其配合物在生物功能模拟和新型材料开发方面也有重要的价值，相关的研究也越来越受到人们的重视。

由于苯并咪唑类配体具有独特的共扼结构，芳香环的π-π堆积作用使得该类配体在形成超分子配合物时稳定性增加。

而咪唑环上N 原子的存在，使得该类超分子配合物又增加了一个氢键识别基，更有利于形成超分子体系。

目前，关于苯并咪唑衍生物及其配合物的研究主要集中在以下几个方面：研究最多的是在咪唑环的 C 原子上引入取代基和在咪唑环的N 原子上引入取代基，还有就是引入含多个配位基团的取代基构建复杂的配位结构。

与苯并咪唑类衍生物配位最多的是铜离子和许多稀土离子，锌、钴、锰、铬、铁等也是常见的与苯并咪唑配位的金属离子。

1.苯并咪唑类离子液体及其铅（II）配位聚合物的研究进展离子液体HGV<通常被称为室温离子液体或室温熔融盐由于独特的物理化学性质及性能有望成为新型功能材料其金属配合物比传统离子液体表现出更多优良的性质)在材料方面它被用做制备多孔材料纳米材料和层状固体材料在生物医药方面某些离子液体的金属配合物具有一定的生物活性被广泛用于抗肿瘤及酶活性的研究另外一些配合物表现出了良好的电化学性质和润滑特性由于金属的加入还使得离子液体具备了磁学及催化性能。

例如Lin等报道利用其配合物催化反应年来咪唑盐金属配合物因其在超分子自组装材料的重要应用价值而成为人们研究的热点。

从配位金属角度来讲作为P区重金属离子Pb(II)由于直接威胁到人类健康而受到国际社会高度重视目前利用螯合剂来除去人体内重金属Pb(II)一直为人类所用所以在配位化学领域有机配体Pb(II)对配位一直是人们研究的热点但是!由于多数有机配体的毒性及配位环境的限制而失去实际的应用价值所以利用环境友好型有机配体在纯水体系中对Pb(II)螯合配位意义重大但尚未见报道2.吡啶基苯并咪唑配位聚合物的研究进展配位聚合物的形成过程是一个分子自组装的过程,影响其最终结构的因素有很多,主要包括有机配体的结构特点,金属离子的配位趋向以及不同的反应控制条件,都会对配位聚合物的形成和结构产生不同程度的影响"在这些影响因素中,有机配体的选择起着关键性的作用"因此选择和设计合适的有机配体是当今配位聚合物研究的重点方向,而含氮杂环配体不但具有很强的配位能力可以与过渡金属形成稳定的配合物,而且也是氢键的优良受体,在形成配位聚合物时能够与周围其它的分子形成氢键从而使整个配合物结构更加的稳定,因而成为了当今晶体研究中最热门的研究领域之一。

苯并咪哇衍生物及其金属配合物一直以来都受到很大的关注,主要是因为苯并咪哇配体具有灵活多变的配位模式并且容易形成氢键和卜7t堆积作用,而且它们具有很好的生物活性!光化学以及光物理性质"毗咤基苯并咪哩是在苯并咪哇的基础上衍生出来的一种具有较大共扼结构的含氮配体,其含有多个氮原子,可以做为多齿配体并且能够经常生成结构新颖的配合物"3.聚苯并咪唑配合物的研究进展聚苯并咪唑(PBI)是以苯并咪唑为主要重复单元相互链接而成的大分子。

依据主链的分子结构,聚苯并咪唑可以分为2大类:一是分子中含有部分脂肪链的PBI (L-PBI);二是链全部为芳香环的全芳型PBI (A-PBI)。

L-PBI由脂肪二元羧酸与四胺基单体缩合制得,1959年由杜邦公司首次开发。

L-PBI的合成方法相对简单,熔点较低,加工性较好,但脂肪链基团降低了L-PBI的热稳定性和抗氧化性。

A-PBI由芳香二元羧酸与四胺基单体缩合制得,具有突出的耐热和阻燃性能,但是由于分子链的刚性太强,只能溶于少数的有机溶剂和强酸,并且其熔点高于热分解温度,加工困难,限制了其应用范围聚苯并咪唑独特的刚棒形分子结构赋予其优异的力学性能。

苯并咪唑分子具有芳香性、优良的热稳定性和化学稳定性,因此由苯并咪唑为重复单元构成的聚合物同样具有良好的热稳定性和化学稳定性。

聚苯并咪唑良好的化学稳定性、热稳定性、力学性能、自润滑性、自熄性及燃烧时仅产生少量有毒气体的特性赋予其在航空航天等高技术领域以及消防、海水净化和甲醇直接燃料电池等民用领域广阔的应用前景。

a. PBI与金属离子形成配位化合物聚苯并咪唑的咪唑环N原子上有一对孤对电子,作为供电子基团,可与过渡金属空的d轨道发生配位反应,形成配位化合物。

聚苯并咪唑纤维、薄膜或整体材料在铜盐溶液中浸渍,Cu2+与聚苯并咪唑形成高分子-金属离子配位化合物。

在硫化物的作用下,Cu2+可以发生硫化反应,在材料表面沉积一层CuS。

CuS是一种半导体材料,从而赋予CuS-聚苯并咪唑复合材料一定的导电性。

聚苯并咪唑虽然具有优异的热稳定性和化学稳定性,但是咪唑环上的-C=N-具有光不稳定性,尤其是在紫外光的照射下容易发生光降解。

浸渍四氧化锇/碘化钠溶液的聚苯并咪唑复合材料由于锇离子与-C=N-中的N原子发生配位作用,阻止了聚苯并咪唑的紫外光解,长时间紫外照射仍然能保持其机械性能的95%。

为了防止聚苯并咪唑纤维在高温下收缩,以聚二甲基硅烷/金属有机化合物溶液浸渍并固化,能有效保持聚苯并咪唑纤维的热稳定性[5],同等温度下强度至少比未经处理的样品高10%。

三．苯并咪唑类配合物的应用1.催化领域的应用苯并咪唑类配合物在催化方面具有广泛地应用，可用此类配合物作为催化剂研制一些新型的材料等。

2.海水净化领域的应用苯并咪唑类配合物具有良好的化学稳定性、热稳定性、力学性能、自润滑性等性能，可用于海水净化等领域四．展望苯并咪唑以及类咪唑与金属形成的配合物的研究工作方兴未艾，有着极其广阔的研究空间。

更好的研究它新的应用领域，对我们社会的发展具有深远重大的意义。

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