谷氨酸锌配合物合成及晶体结构

南阳理工学院2010届毕业论文（设计）

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南阳理工学院

毕 业 论 文

题目：谷氨酸锌配合物的合成与晶体结构

学生姓名： 占超群

学 号： 16105034

专 业： 化学工程与工艺

系 别： 生物与化学工程学院

指导教师： 闫卫红

起止日期： 2010年2月20日2010年5月10日

南阳理工学院2010届毕业论文（设计）

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谷氨酸锌金属配合物的合成与晶体结构

【摘 要】 以谷氨酸为配体，与盐锌反应，合成了三维配位聚合物{[Zn(Glu)(H2O)]·H2O}n(Glu＝谷氨酸根)，并对它进行了红外。单晶衍射结果表明：配合物属正交晶系，空间群为P212121，晶胞参数为：a=7.151(2)、b=10.376(3)、c=11.162(3)，配合物的金属离子为六配位，处于变形八面体的配位环境中，谷氨酸末端的羧基与金属离子配位采取两种模式，一种是羧基双齿螯合配位方式；另一种是一个羧基氧原子与氨基氮原子与金属离子螯合。

【关键词】 聚合物 ，谷氨酸 ，晶体结构 南阳理工学院2010届毕业论文（设计）

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SYNTHESIS AND CRYSTAL STRUCTURE OF {[Zn(Glu)(H2O)]·H2O}n

Abstract: One 3D coordination polymer {[Zn(Glu)(H2O)]·H2O}n

was synthesized from the reaction of glutamic acid with Zinc salt .It was characterized by IR, The result shows that complex crystallized in the orthorhombic space groupP212121

with a=7.151(2),b=10.376(3),c=11.162(3).The metal ions complexe are six-coordinated in a distorted octahedronal geometry.In complex,two carboxylate groupsof the glutamic ligand

present different coordination modes.One chelates to one metal ionusing its two carboxylato O atoms.The other one bridges two metal ions with the amino group coordinating to one the metal ion.This kind of connection leads to the construction of a 3D network.

Key words: polymer glutamic acid Crystal structure

目 录

摘 要 ............................................................... i

Abstract .......................................................... .ii

1. 前言...........................................................................................................................................1

2. 实验部分..................................................................................................................................6

2.1 试剂及仪器..................................................................................................................6

2.2 配合物 {[Zn(Glu)(H2O)]·H2O}n 的合成.......................................................... 7

2.3 配合物{[Zn(Glu)(H2O)]·H2O}n 晶体结构的测定及解析................. 8

3. 实验结果与讨论..................................................10

3.1 配合物的合成 ................................................................................................ 10

3.2 配合物的红外光谱 ........................................................................................ 11

3.3 .配合物的晶体结构 ............ …………………………………………………12

4. 结论与发展.............................................................................................................18

致 谢 ............................................................ 19

参考文献 ........................................................... 20

谷氨酸锌配合物的合成与晶体结构

姓名：占超群 学号： 16105034 专业：化学工程与工艺

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1. 前 言

配位化学随着现代科学技术的进步，也蓬勃发展起来并占据无机化学的主流地位。配合物以其花样繁多的价键形式和空间结构在化学键理论的发展中,及其与物理化学、有机化学、生物化学、固体化学、材料化学和环境科学的相互渗透中,使配位化学成为众多学科的交叉点[1]。

虽然目前各式各样结构新颖的过渡金属配合物层出不穷，在合成、结构和性能研究方面取得了一定的进展，但影响配合物结构的因素很多，如有机配体的化学结构和灵活的配位模式，金属离子的配位数和配位几何构型，抗衡离子以及合成条件等等，要想通过合理设计合成具有特定结构和性能的配合物还有很多工作要做。现阶段设计合成多核配合物和配位聚合物的一种常用策略就是利用含N、含O或同时含N、O的多齿有机配体连接各种几何构型的金属离子得到具有零维、一维、二维或三维结构的配合物。

氨基酸是蛋白质、酶等生物大分子的基本结构单元，金属与氨基酸配合物体系是一个研究得比较早和比较多的体系，从报道的文献可以看出前人做的工作主要集中在氨基酸的生物活性的研究，如研究酶的催化等，通过对氨基酸体系控制酸碱性得到有限多核化或得到高维功能配合物的研究相对较少。在20种常见的氨基酸中，目前人们研究相对较多的氨基酸是甘氨酸、谷氨酸、组氨酸和丙氨酸，在剑桥晶体学数据中心（CCDC, 2009年）查找甘氨酸、谷氨酸、组氨酸和丙氨

酸过渡金属配合物，结果列于表1。从表中可以看出，甘氨酸数量最多,探讨不同氨基酸、不同溶剂及pH值等条件对合成反应的影响，这些方面的工作都有待于进一步加强。氨基酸桥联的配合物中通常还含有羟基，一些金属上还有可取代的

配位水，第二配体的加入，如N3¯，有可能取代桥联羟基或其它易取代的配位点，从而对配合物的组成和结构起到很好的调控作用，使合成的簇合物的结构更新颖，应用前景更广阔。

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- 2 - Item glycin Glutamic acid Histidine alanine

Sum of thecrystal

structure 347 26 78 131

表 1 CCDC中甘氨酸、谷氨酸、组氨酸和丙氨酸过渡金属配合物的检索结果

Table. 1. The search results of transition metal complexes with glycin,

glutamic acid, Histidine, alanine on CCDC

从表2 也可以看出，氨基酸的研究对象已由简单的单核结构配合物发展到多核、一维、二维、三维结构的多功能配位聚合物或超分子化合物。

Ligand Metal

cation Complex Structure Reference

Glycim Co(Ⅲ) [Co(gly)( 2,2'-bpy)2](ClO4)2 单核 2

Ni(Ⅱ) [Ni(C2H4NO2)2(C6H6N4S2)]·2H2O 单核 3 南阳理工学院2010届毕业论文（设计）

- 3 - Cu(Ⅱ) [Cu(C2H4NO2)Cl(C10H8N2)]·2H2O 单核 4

Cu(Ⅱ) {Cu(gly)(adenine)(NO3)(H2O)}n 聚合物 5

Cr(Ⅱ) Cr2(O2CCH2NH3)4Br4·4H2O 双核 6

Ni(Ⅱ) {[Ni(C2H5NO2)2(H2O)2]Br2}n 聚合物 7 Mg(Ⅱ) {[Mg(C2H5NO2)(H2O)4]Cl2}n

Co(Ⅱ) [Co(C2H4NO2)2(C6H6N2S)]·2H2O 单核 8

Zn(Ⅱ) [Zn(C2H4NO2)2(C6H6N4S2)]·2H2O 单核 9

Co(Ⅲ) mer- [Co(H2NCH2CO2)3]·2H2O 单核 10

Cr(Ⅲ) Cr(C2H4NO2)3·H2O 单核 11

Ni(Ⅱ) [Ni(C2H4NO2)2]·H2O 单核 12

Mo(Ⅱ) Mo2(g1y)4Cl4·xH2O 双核 13

Ni(Ⅱ) [Ni(C2H5NO2)2(H2O)] 单核 14

Ni(Ⅱ) [NiCl2(C2H5NO2)(H2O)]n

聚合物

15 Li(Ⅱ) [Li(SO4)(C2H5NO2)]n

Zn(Ⅱ) [Zn(SO4)(C2H5NO2)(H2O)3]n

Cu—Ln [LnCu6(μ3-OH)3(gly)6im6](ClO4)6

(Ln = La, Sm,Er) 7核 16

Mo-V K2[HMo6VO22(NH3CH2COO)3]·8H2O 7核 17

Cu(Ⅱ) Trans-[Cu(gly)2] ·4-BrC6H4OH 聚合物 18

Na[NaCu6(gly)2(H2O)2](ClO4)8· 4H2O 7核 19

Pr-Ni Na4[PrNi6(Gly)9(μ3-OH)3(H2O)6](ClO4)7 7核

20 Pr-Ni Na2[PrNi6(Gly)8(μ3-OH)3(μ2-OH2)-

(H2O)6](ClO4)6·2H2O 7核

Dy-Ni Na[DyNi6(Gly)7(μ3-OH)3(μ2-OH2)

-2(H2O)6](ClO4)·H2O 7核

Sm-Ni [SmNi6(Gly)6(μ3-OH)3Cl3(H2O)6]·Cl3·9H2O 7核

Er-Ni [Er

Ni6(Gly)6(μ3-OH)3Cl3(H2O)6]·Cl3·9H2O 7核

Pr-Co Na[PrCo6(Gly)12(H2O)2](ClO4)4·6H2O 7核 21