组氨酸、组胺醇和组胺钴(Ⅱ)配合物氧合性能的比较研究

本文用UV-Vis光谱和氧电极法对结构相似的His-Co、Hio-Co、Hit-Co 3组配合物氧合性能进行了对比研究。由配合物光谱随pH变化的A-pH曲线,可知3组配合物均在pH 6.0以后开始发生氧合反应,在pH 6.0~10.0的范围内His-Co有2种氧合物种生成,其他2组配合物均只有1种氧合配合物生成。用等摩尔比法对氧合配合物的组成比进行了测定,得知Co:His与Co:Hio的配位比为1:2,而Co:Hit为1:3;在室温水溶液中和pH 7的条件下,用UV-Vis在波长384 nm下分别考察了3组配合物的氧合性能和它们的抗老化能力,结果表明3组配合物在室温水溶液中均可发生氧合反应,但氧合性能有很大差异,His-Co经过 110 h累计560次可逆循环,仍然具有5%氧合性能,而Hio、Hit分别经过59次/54 h、5次/10.2 h循环后氧合性能衰减至5%。 3组配合物的抗老化能力的大小顺序为:His-Co>>Hio-Co>Hit-Co。研究结果初步说明:三配位原子配体配合物的可逆吸氧性能好于二配位原子配体的配合物,氨基酸配合物优于氨基醇配合物。     

2,3-二氨基丙酸钴(Ⅱ)配合物的可逆氧合性能

通过UV-Vis光谱和氧电极实验证明2,3-二氨基丙酸(DAPA)钴(Ⅱ)配合物在水溶液中具有良好的吸氧性能和吸氧-放氧可逆性. 根据配合物光谱随pH值变化的pH-A曲线可知, 该配合物在pH值高于6.5后发生氧合反应, 在pH=7.0~10.0范围内生成稳定的形态; 在pH=8时用等摩尔比法及量气法对氧合配合物的组成比进行了测定, 得出n(Co)∶n(DAPA)∶n(O₂)=1∶2∶1; 在波长384 nm和pH=7.0条件下, 利用UV-Vis光谱考察了配合物在室温、 水溶液中的吸氧-放氧反应动力学, 结果表明, 该配合物在85 h内连续吸氧-放氧可逆循环150次后仍具有5%的氧合能力.     

不同双/多齿配体Co(Ⅱ)配合物的氧合性能

在室温水溶液体系中采用紫外-可见分光光度法和氧电极法对比研究了α-氨基酸(N/O型)、α-氨基醇(N/O型)、羟基多元羧酸(O/O型)和多胺(N/N型)这4类不同双/多齿配体的Co(Ⅱ)配合物的氧合性能及其氧合反应的可逆性.结果表明, O/O型含羟基的羧酸Co(Ⅱ)配合物无氧合性能; N/N型多胺Co(Ⅱ)配合物有强吸氧性, 但氧合反应不可逆; N/O型配体的Co(Ⅱ)配合物的氧合性能差异较大, 其中α-氨基酸Co(Ⅱ)配合物具有明显的可逆氧合性能, 而含1个—OH的α-氨基醇Co(Ⅱ)配合物没有吸氧能力, 含有2个—OH的α-氨基醇Co(Ⅱ)配合物有微弱的吸氧能力但氧合反应不可逆.分析探讨了N/O型配体中—OH和—COOH对Co(Ⅱ)配合物可逆吸氧性能影响的机理, 根据实验结果初步认为α-氨基酸配位结构是Co(Ⅱ)配合物具有可逆吸氧性能的基本配位结构单元.     

钴(Ⅱ)-氨基酸配合物催化性能与氧合性能的关系

研究了13种钴(Ⅱ)-氨基酸配合物的可逆氧合性能和催化性能之间的关系,通过配合物活化分子氧(O2)氧化环己烯考察其催化性能.结果表明,13种钴(Ⅱ)-氨基酸配合物均具有不同程度的可逆氧合性能和催化活性.配合物完成一个可逆吸氧周期的用时越短,其可逆氧合性能越好,催化性能越差;相反,吸氧周期长及可逆氧合性能差的配合物其催化性能却更好.另外,在对配合物不同配比的研究中发现,Co(Ⅱ)与氨基酸的摩尔比为1∶3(或1∶2)饱和配位时,可逆吸氧性能较好,但其催化性能较差,环己烯转化率较低;在1∶1型配位不饱和时,吸氧的可逆性较差,但催化性能优良,环己烯的转化率可达82.5%.结合结构分析和理论计算的结果可知,不同钴(Ⅱ)-氨基酸配合物的氧合可逆性和催化性能的差异,主要归因于氨基酸配体的残基与Co(Ⅱ)的结合能力的不同.氨基酸配体的残基与Co(Ⅱ)的结合能力越好,越有利于配合物由高自旋态向低自旋态转化,并与O2可逆结合,不利于烯烃基的取代,配合物表现出较差的催化性能,反之亦然.     

钴(Ⅱ)-氨基酸配合物催化性能与氧合性能的关系

研究了13种钴(Ⅱ)-氨基酸配合物的可逆氧合性能和催化性能之间的关系, 通过配合物活化分子氧(O₂)氧化环己烯考察其催化性能. 结果表明, 13种钴(Ⅱ)-氨基酸配合物均具有不同程度的可逆氧合性能和催化活性. 配合物完成一个可逆吸氧周期的用时越短, 其可逆氧合性能越好, 催化性能越差; 相反, 吸氧周期长及可逆氧合性能差的配合物其催化性能却更好. 另外, 在对配合物不同配比的研究中发现, Co(Ⅱ)与氨基酸的摩尔比为1:3(或1:2)饱和配位时, 可逆吸氧性能较好, 但其催化性能较差, 环己烯转化率较低; 在1:1型配位不饱和时, 吸氧的可逆性较差, 但催化性能优良, 环己烯的转化率可达82.5%. 结合结构分析和理论计算的结果可知, 不同钴(Ⅱ)-氨基酸配合物的氧合可逆性和催化性能的差异, 主要归因于氨基酸配体的残基与Co(Ⅱ)的结合能力的不同. 氨基酸配体的残基与Co(Ⅱ)的结合能力越好, 越有利于配合物由高自旋态向低自旋态转化, 并与O₂可逆结合, 不利于烯烃基的取代, 配合物表现出较差的催化性能, 反之亦然.     

α-氨基酸各官能团对其Co(Ⅱ)配合物可逆氧合性能的影响

选择氧合性能良好的组氨酸(His)-Co(Ⅱ)作为研究对象,分别掩蔽—NH2、取代—O-和去除—COO-,得到短肽、伪肽和多胺等类组氨酸结构.采用UV-Vis光谱法研究了α-氨基酸中的3个官能团对其Co(Ⅱ)配合物氧合性能的影响.对比研究表明:α-氨基酸中—NH2对其Co(Ⅱ)配合物的吸氧性具有决定作用;—COO-对其Co(Ⅱ)配合物氧合作用的可逆性起关键作用;而—O-对其Co(Ⅱ)配合物的吸氧性影响不大.在前期研究结果的基础上,对α-氨基酸-Co(Ⅱ)配合物可逆吸收和释放O2的机理进行了探讨.     

四种含苯并咪唑基双核Cu(Ⅰ)配合物的合成、表征和氧合性能

本文合成了四种具苯并咪唑基配体:邻-二[N,N'-二(2'-苯并咪唑甲基]氨基]-反式-环己烷(OCTB)及其三种系列物,分别与[Cu^Ⅰ(CH~3CN)~4]ClO~4]反应制得了相应的双核Cu(Ⅰ)配合物1-4。经元素分析、红外光谱和核磁共振等表明自由配体及其相应配合物均符合组成。紫外-可见光谱表明配合物1-4具有氧合性能, 它们的无色DMF溶液吸氧后呈绿色,在可见区700nm附近出现宽吸收峰, 用抗环血酸还原成无色, 如此可循环3-4次。用气体吸收测量方法算得配合物1-4于DMF中氧合反应平衡常数, △H°和△S°。研究表明, 配体苯并咪唑N上空间位阻大不利于氧合; 斥电性取代基可增加配位原子的电负性, 使中心原子Cu(Ⅰ)上电子密度增加, 有利于氧合。在不同溶剂中氧合速度大小为: DMF＞DMSO＞Py。     

四种含苯并咪唑基双核Cu(Ⅰ)配合物的合成、表征和氧合性能

本文合成了四种具苯并咪唑基配体:邻-二[N,N′-二(2′-苯并咪唑甲基)氨基]-反式-环己烷(OCTB)及其三种系列物,分别与[Cu~Ⅰ(CH_3CN)_4]ClO_4反应制得了相应的双核Cu(Ⅰ)配合物1～4.经元素分析、红外光谱和核磁共振等表明自由配体及其相应配合物均符合组成 紫外-可见光谱表明配合物1～4具有氧合性能,它们的无色DMF溶液吸氧后呈绿色,在可见区700nm附近出现宽吸收峰,用抗坏血酸还原成无色,如此可循环3～4次.用气体吸收测量方法算得配合物1～4于DMF中氧合反应平衡常数,△H~°和△S~°.研究表明,配体苯并咪唑N上空间位阻大不利于氧合;斥电性取代基可增加配位原子的电负性,使中心原子Cu(Ⅰ)上电子密度增加,有利于氧合.在不同溶剂中氧合速度大小为:DMF>DMSO>Py.     

α-氨基酸各官能团对其Co(Ⅱ)配合物可逆氧合性能的影响

选择氧合性能良好的组氨酸(His)-Co(Ⅱ)作为研究对象, 分别掩蔽—NH₂、 取代—O^-和去除—COO^-, 得到短肽、 伪肽和多胺等类组氨酸结构. 采用UV-Vis光谱法研究了α-氨基酸中的3个官能团对其Co(Ⅱ)配合物氧合性能的影响. 对比研究表明: α-氨基酸中—NH₂对其Co(Ⅱ)配合物的吸氧性具有决定作用; —COO^-对其Co(Ⅱ)配合物氧合作用的可逆性起关键作用; 而—O^-对其Co(Ⅱ)配合物的吸氧性影响不大. 在前期研究结果的基础上, 对α-氨基酸-Co(Ⅱ)配合物可逆吸收和释放O₂的机理进行了探讨.     

多胺钴氧合配合物的室温固相合成、表征及性质

用室温固相法分别合成了以二乙三胺、三乙四胺为配体、以钴为中心离子的配合物.室温下，每摩尔配合物消耗2 mol O2，其中1 mol O2用来和钴离子配位形成超氧配合物，另外消耗的1 mol O2则是由于配体被活化氧氧化所致.采用混合溶剂法分离出两种固态氧合配合物[Co(NH2CH2CH2N=CHCH2NH2)2O2](Ac)2•2H2O和[Co(NH2CH2CH2N=CHCH2NHCH2CH2NH2)2O2](Ac)2•2H2O.通过元素分析、红外光谱、电导、XRD、NMR、热分析等测试手段研究了该配合物的性质，确定了该配合物的组成，初步探讨了相关机理.