单核铁-氧和锰-氧加合物研究进展

生物体系中,金属酶活化氧气进而参与新陈代谢相关的各种氧化反应,可高效实现有机化合物氧化反应.因此,揭示金属酶的循环机理,对发展清洁高效的催化氧化反应具有重要的指导意义.金属酶的循环过程通常会形成一系列的金属-氧加合物,如金属超氧、过氧、过氧化氢、氧及羟基等物种.由于生物体的酶循环过程十分复杂,所形成的高活性的金属-氧加合物极难捕捉和表征.为此,化学家开展了生物酶的仿生模拟研究,即用化学的方法仿照酶的活性位点构建具有类似配位环境的金属中心,获得人工合成的各种金属-氧加合物,进而了解其结构与活性.本文以近年来单核铁-氧和锰-氧加合物取得重要进展为背景,举例说明金属酶活化氧气所涉及的金属-氧加合物,并重点从结构及活性等方面总结了模拟酶的金属-氧加合物的研究进展.     

氧气氧化铜催化的苯胺邻位叠氮化反应

叠氮取代的苯胺是有机合成中应用广泛的结构单元. 通过C—H键活化策略来制备叠氮基苯胺衍生物往往需要使用当量的剧烈氧化剂, 造成反应的整体原子经济性低, 官能团耐受性差. 本文使用廉价、绿色的氧气作为最终氧化剂, 发展了高效的铜催化苯胺C—H键叠氮化的方法. 该转化具有反应条件温和、区域选择性单一和官能团兼容性广等优点.     

催化动力学光度法测定痕量铜

研究了在磷酸介质中,铜(Ⅱ)"催化过氧化氢氧化偶氮胂Ⅰ褪色反应的适宜条件与影响因素,建立了动力学光度法测定痕量铜(Ⅱ)"的新方法.方法线性范围为0～100μg/L,检出限为2.79×10     

以一氧化二氮或氧气为氧化剂的丙烯环氧化催化反应

丙烯环氧化制环氧丙烷是催化领域的最关键的挑战之一. 本文对作者等近年来开展的以一氧化二氮为氧化剂的铁催化体系和以氧气为氧化剂的铜催化体系的研究进展进行了综述. 在这两类催化体系中,碱金属离子(特别是K )的修饰作用均是获得较高环氧丙烷选择性的关键. 碱金属离子通过调变催化剂中铁或铜物种的分散度、配位环境和酸碱性等,实现了对反应途径的调控,使反应朝着有利于环氧丙烷生成的方向进行. 活性金属组分(铁或铜)与氧化剂(一氧化二氮或氧气)间的特定的组合对丙烯环氧化反应的发生也起着重要作用. 推测在两类催化体系中,氧化剂均在具有特定结构和价态的铁或铜活性位上活化,产生导致丙烯环氧化反应发生的亲电性活性氧物种.     

配合[Cu(o-ABA)2(2,2''-bipy)]·(H2O)的水热合成、晶体结构及电化学性质

铜是生物体内重要的微量元素,广泛地存在于动物、植物和微生物体内,并且通常与生物配体形成稳定的混配配合物,在生命过程中(酶的催化、物质的储存和运送以及铜离子的转运等)起着极其重要的作用,因此研究铜生物配体配合物对探索铜在生物体内的作用机制有重要意义[1～3].     

过渡金属催化氧气氧插入反应研究进展

含氧结构骨架普遍存在于天然产物和生物活性小分子中,同时在有机合成中是一类重要的合成子,因此,含氧化合物的合成一直是科学研究的热点.过渡金属催化氧气氧插入反应策略是一类新颖而又高效构建碳碳键和碳杂键的方法.随着该类方法的应用和发展,它已成为含氧杂原子化合物最重要的合成方法之一.在前人的工作基础上,同时结合本课题组之前的工作,探讨了氧气环境条件下过渡金属催化醛酮类、烯炔烃、芳烃类及杂环芳烃类等参与的氧插入反应及其在合成醇类、酯类、酰胺类和含氧杂环类等领域的新应用;综述了基于C—H键活化以及C—C键断裂等方式参与过渡金属催化氧气氧插入反应过程的研究新进展.过渡金属催化剂在氧气氧化下,可以引发氧自由基历程的氧插入反应,并实现氧自由基的高效和高选择性插入.该类反应具有条件温和、操作简单、绿色环保和高原子经济性等特点.     

过渡金属催化的双齿导向基辅助的惰性C(sp~3)—H键芳基化

近年来,过渡金属催化的惰性碳氢键官能团化受到广泛关注,然而,C(sp3)—H键由于低极性、高解离能和低选择性,其选择性活化尤为困难.综述了过渡金属催化的双齿导向基辅助的C(sp3)—H键芳基化的最新研究进展,主要探讨了不同过渡金属催化下芳基化反应的底物范围、反应机理和合成应用.     

高分子希夫碱金属配合物活性中心对催化活化分子氧性能的影响

以交联聚苯乙烯担载酪氨酸希夫碱为配体,制备了其锰、钴、铜高分子金属配合物,分别以环己烯、异丙苯和乙苯为底物,氧气为氧源,研究了温和条件下不同金属中心活化分子氧能力,发现高分子担载铜金属配合物的催化活化分子氧能力最强,对反应机理进行了探讨.     

三核过渡金属配合物在催化反应中的研究进展

多核过渡金属配合物作为一类广泛应用的均相催化剂,其设计灵感往往来自天然酶的多金属活性位点所发挥的重要作用.目前,三核金属配合物作为活化小分子的多金属催化剂受到了广泛的关注.为深入理解三核过渡金属配合物在催化反应中作用特点,对近年报道的代表性三核过渡金属配合物按金属中心进行分类,并对配体环境形成特点及催化应用进行综述.从金属中心出发,讨论了三核过渡金属配合物的几何结构和电子特征;从配体环境出发,总结了关联三个独立的金属位点的配位环境特征;在催化应用方面,重点综述了三核过渡金属配合物在涉及特定化学键活化反应的催化作用机制,最后对三核过渡金属配合物的催化应用前景进行展望.     

[Cu(m-NBA)(2，2′-bipy)(H2O)2]·m-NBA·H2O的合成、晶体结构及电化学性质

铜是生物体中的微量元素,在生命过程中起着递传电子、输运氧,以及清除超氧负离子等重要作用[1].芳酸与铜等过渡金属离子构筑的配合物,多数具有新颖结构和特殊性能,广泛应用于生物无机化学、催化、医药、材料等领域,因而备受研究者们的关注[2-8].     

Cu(Ⅱ)-DApCM-V(Ⅴ) 体系阻抑光度法测定微量铜

在磷酸介质中,Ｃｕ（Ⅱ）能抑制二安替比林对氯苯基甲烷（ＤＡｐＣＭ）与钒（Ⅴ）的显色反应。研究了反应条件和动力学参数,建立了测定微量铜（Ⅱ）的新方法。其线性范围质量浓度为０．０４－０．１８ｍｇ／Ｌ,检出限为０．０４ｍｇ／Ｌ,用于粗铅和铝合金样品中铜的测定,结果满意。     

双烟酰基取代的类环肽合成及对二价铜离子的配位研究

在模拟蛋白质的分子识别功能方面,人工合成以氨基酸为主要结构单元的环肽由于更接近于生命物质,因此作为主体分子来模拟生命现象更贴切.目前,这方面的研究主要集中在环肽对碱金属、碱土金属以及磷酸酯的识别或跨膜传输等方面.环肽通过骨架或侧臂与过渡金属离子的配位研究也仅有几例.实际上,许多过渡金属,如Cu(Ⅱ),Zn(Ⅱ)和Fe(Ⅱ)等在稳定蛋白质的构象及增强.     

硅胶固载聚4-乙烯吡啶-Cu(Ⅱ)配合物催化分子氧氧化乙苯的性能研究

以固载于微米级硅胶表面的聚4-乙烯吡啶-铜(Ⅱ)配合物(P4VP-Cu(Ⅱ)/SiO2)为催化剂,以分子氧为氧化剂,在常压下实施了将乙苯氧化为苯乙酮的催化氧化反应;用红外光谱、紫外光谱及液相色谱对产物的化学结构进行了表征;重点研究了催化剂的催化性能,以及各种条件(温度、催化剂性质、催化剂用量等)对催化氧化反应的影响;并分析了催化氧化反应的机理.研究结果表明,固载于硅胶表面的聚4-乙烯吡啶-Cu(Ⅱ)配合物能有效地活化分子氧,显著地催化氧化乙苯为苯乙酮的反应过程;该催化剂具有优良的催化活性与选择性,于130℃常压下通氧气反应10h,可使约60%的乙苯转化为苯乙酮,另一氧化产物α-甲基苄醇的含量则极少.另外,该催化剂具有较好的重复使用稳定性.     

HBr/t-BuONO催化活化分子氧选择性氧化硫醚

在常温常压下, 以氧气为氧化剂, 溴化氢和亚硝酸叔丁酯为催化剂, 高选择性地催化氧化了一系列硫醚. 该非过渡金属催化体系具有操作方便, 反应条件温和, 产品易于分离, 产物收率高(90%～96%)等优点.     

一个新型分子铁磁体--氰根桥联的铜(Ⅱ)-铁(Ⅲ)配合物

合成和表征了一个新的分子磁体,氰根桥联的杂化型异金属配合物[Cu(en)]3[Fe(CN)6]2·3H2O(en为乙二胺).变温磁化率、零场冷却磁化强度(ZFCM)、场冷却磁化强度(FCM)和磁滞回线测量表明铜铁离子间存在着铁磁性相互作用,其铁磁相变温度为Tc=11.0K,矫顽力为20×10-4T,剩磁为1.70×10-1cm3·mol-1·T.该化合物为杂化型铜(Ⅱ)-铁(Ⅲ)普鲁士蓝类中具有铁磁相变温度的首例.     

酚氧桥联的不对称双铜(Ⅱ)和铜(Ⅱ)-锌(Ⅱ)配合物的合成和磁性

本文合成了一组新的不对称双核配合物「Cu(samen)Cu(terp)」和「Cu(samen)Zn(terp)」,samen~4和terp分别表示N N’-乙二水杨酰胺胺根阴离子和2.2′:6′2″-联三吡啶。配合物「Cu(samen)Cu(terp)」的变温磁化率已测,其数值用最小二乘法与Bleancy-Bowers方程拟合,求得交换积分J=-0.538cm~(-1),表明配合物中铜离子间有极弱的反铁磁自旋交换作用。     

N,N′-双(2-氨丙基)草酰胺合铜的双核Cu(Ⅱ)-Zn(Ⅱ)配合物的合成及光谱研究

含多原子桥联异双核配合物的研究对阐明生物体中的电子转移过程以及金属酶活性中心的本质有重要意义,基于草酰胺根的有效成桥功能,Kahn使用N,N′-双(3-氨丙基)草酰胺合铜(Cu(oxpn))作为双齿单核断片合成了双铜配合物[Cu(oxpn)Cu(bpy)](ClO_4)_2,最近,在我们实验室也用此单核断片合成了端接phen、NO_2-phen的双铜配合物和端接不同配体     

过渡金属催化的硅烷基C(sp3)–H键活化

有机硅化合物在有机合成、材料化学和药物化学中都有广泛应用.因此,其自身的合成方法学在近年来广受关注.从原子经济性的角度出发,选择性的C(sp³)–H键切断是一种高效经济的合成策略.硅烷基单元在有机化合物中广泛存在,通过对硅烷基中的C(sp³)–H键直接官能团化来合成新的有机硅化合物是一种十分有前景的合成方法.近年来,过渡金属催化的C(sp³)–H键活化成为有机合成研究的热点领域.与肟基、唑啉、吡啶基、酰胺基、羧酸酯基等官能团或是与氧、氮或硫等杂原子相连的C(sp³)–H键的活化研究已有许多报道,但是与硅相邻的C(sp³)–H键活化研究报道很少.本文综述了近年来过渡金属催化的硅烷基C(sp³)–H键切断的研究进展.     

气液色谱法测定双-(4,6-二异丙基水杨酸)合铜(Ⅱ)与脂肪胺和醇加合反应的热力学性质

用气液色谱法,在不同的温度下,测定了以α-甲基萘作为固定液时,路易斯碱脂肪胺和醇的溶解平衡常数K_R~0,以及它们与作为路易斯酸的过渡金属配合物双-(4,6-二异丙基水杨酸)合铜(Ⅱ)相互作用的表观分配常数K_R和加合反应的平衡常数K_1。再根据热力学公式: 进一步求出了加合反应的焓变ΔH和熵变ΔS。     

大环配体过渡金属配合物的研究(Ⅳ)——Schiff碱型四呋喃[26]-N_4O_4大环配体及其过渡金属配合物的合成与性质研究

Schiff碱型大环配体能与周期表中的大多数金属离子形成稳定的配合物,是配位化学的一个重要研究方向.对其多核配合物的研究,不仅有助于认识生物体中多金属中心配合物,还有助于对这类化合物的键合、多电子还原、磁交换性质等方面的研究.为此,我们合成了未见文献报道的Schiff碱型四呋喃[26]-N_4O_4大环配体(L)及其过渡金属(Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ))配合物(2MCl_2·L·2H_2O),并对它们的性质作了初步的研究.