应用分子力学、分子图形学以及量子化学方法研究有机试剂结构及作用机理(Ⅱ)——吡啶偶氮试剂与金属离子螯合的GP理论

本文首先应用MMX分子力学方法讨论了一系列吡啶偶氮试剂的构象特征;用MINDO/3方法计算了各分子的基态性质;应用广义微扰理论研究了试剂分子与金属离子的螯合机制,指出此二者相互作用可为电荷或轨道控制反应,因而呈现出不同的配位位置。还讨论了轨道电负性、微扰作用及形成多元络合物的意义。从分子静电势图进一步印证了所述结论的合理性。     

3-(4'-羧基-苯氧基)苯甲酸构筑的Cu(Ⅱ)/Zn(Ⅱ)配位聚合物的合成、晶体结构及对丙酮和Tb3+离子的荧光传感

利用水热法合成了2个新的配位聚合物(CPs):[M(3,4′-oba)(phen)(H_2O)]_n(M=Zn (1)、Cu (2),3,4′-H_2oba=3-(4′-羧基-苯氧基)苯甲酸,phen=菲咯啉),并用X射线单晶衍射测定其晶体结构。CP1为一维链状结构,中心金属Zn~(2+)的配位环境为[ZnO_3N_2],形成四方锥构型。配体3,4′-oba以μ_1∶η~1η~0/μ_1∶η~1η~0的模式与Zn~(2+)配位。CP2中Cu~(2+)的配位环境为[CuO_4N_2],呈扭曲的八面体构型。配体3,4′-oba采用μ_1∶η~1η~0/μ_1∶η~1η~1的模式连接2个Cu~(2+)形成一维"之"字链结构。一维链分别通过分子间氢键C—H…O (1)和O—H…O (2)形成二维超分子网状结构。配体phen以双齿螯合的形式与Zn~(2+)/Cu~(2+)配位。CP1表现出强的荧光,归因于配体的π*-π跃迁。研究了1在不同溶剂中的发光性能以及对镧系金属离子的荧光敏化效果。CP1的荧光被丙酮分子猝灭,而可以敏化稀土金属Tb~(3+)离子发出强的绿色荧光,因而1可作为检测丙酮分子和Tb~(3+)离子的荧光传感器。     

基于柔性环己烷六酸配体的两个碱土金属配位聚合物的水热合成及结构表征(英文)

水热反应条件下,碳酸锰和碳酸钡分别与水合环己烷六酸(H6LⅠ·H2O)(顺式椅式构型LⅠ:a,e,a,e,a,e)反应生成2个三维的配位聚合物[Mg3(LⅡ)(H2O)6](1)和[Ba2(H2LⅡ)(μ2-H2O)2](2)(反式椅式构型LⅡ:e,e,e,e,e,e),通过元素分析和红外光谱对这2个配位聚合物进行了表征。X射线单晶衍射分析表明配合物1属于三方晶系,R3空间群,晶胞参数为:a=1.4393(2)nm,c=1.4597(4)nm,β=120.00°,V=2.6187(10)nm3,Z=18;配合物2结构属于单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数为:a=1.6764(2)nm,b=0.9095(1)nm,c=1.0001(1)nm,β=105.991(2)°,V=1.4659(2)nm3,Z=4。配合物1是由反式椅式构型LⅡ配体桥连形成的高对称性的三维配位网络。在配合物2中,顺式的H6LⅠ配体也发生构型转变并脱去部分羧基质子形成H2LⅡ配体,将Ba离子连接成一个具有一维孔道的三维有孔框架结构。在这2个配合物中,环己烷六酸配体均采取反式椅式LⅡ构型,证明了碱土金属离子Mg髤及Ba髤在水热条件下通过配位作用可以稳定环己烷六酸配体的这种反式椅式构型。     

含N,N,O,O四齿席夫碱Cu~Ⅱ、Ni~Ⅱ配合物的合成、结构及性质表征

采用N,N,O,O四齿席夫碱配体HL_1、HL_2分别与Ni(OAc)_2·4H_2O和Cu(OAc)_2·2H_2O进行反应,合成了3个配合物NiC_(22)H_(22)N_2O_2(1)、CuC_(22)H_(22)N_2O_2(2)和CuC_(24)H_(26)N_2O_2(3).利用元素分析、红外和X射线单晶衍射等技术进行表征,结果表明,配合物1和2均属于单斜晶系,空间群为P21/c,而配合物3属于正交晶系,空间群为C222_1.3个配合物的分子单元结构相似,中心金属离子Cu~Ⅱ或Ni~Ⅱ与配体的氮、氧原子配位形成稍微扭曲的四方平面构型.热重分析结果表明,3个配合物均具有良好的热稳定性,且配合物3的热稳定性更高.此外,结合X射线单晶衍射数据,文章还讨论了配位反应发生前,配体在溶液中存在的主要构型.     

伯胺N1923从盐酸溶液中萃取镉(Ⅱ)的机理

伯胺N_(1923)从HCl介质中可以两种机理萃取Cd(Ⅱ),在微酸性溶液中以配位反应萃取Cd(Ⅱ)生成的化合物为(RNH_2)_3CdCl_2;而在酸性溶液中萃取机理为加合反应,萃合物的组成是(RNH_3~+)_3[CdCl_5~(3-)],并计算了两种反应的浓度平衡常数及热力学函数。     

桥联双（甲巯咪唑）化合物的合成和配位性能

研究了桥联双(甲巯咪唑)化合物(Ⅰ_a—Ⅳ_a、Ⅰ_b)的合成和配位性能。UV谱显示Ⅰ_a—Ⅳ_a与UO_2~(2+)离子(硬酸)配位,溶液中形成3:1的配合物。Ⅰ_b与Hg~(2+)、Au~(3+)离子(软酸)配位形成2:1的配合物,用CNDO/2方法计算了各配体分子中原子净电荷密度和HOMO、LUMO能量。     

N，N-二(N-亚甲基-2-吡咯烷酮)甘氨酸(C12H19N3O4)的结构及配位性能的研究

用量子化学PM3方法优化了N,N-二(N-亚甲基-2-吡咯烷酮)甘氨酸(C₁₂H₁₉N₃O₄)分子的顺式和反式两种构型;计算了分子的电离能、电子亲合能、电荷密度和前线轨道,并研究了该分子的配位性能。结果表明标题化合物稳定,顺式构型分子内有氢键,反式则没有。PM3计算的标题化合物顺式构型几何参数与实验测定结果一致,顺式构型能与希土金属离子形成稳定的配合物。     

2-乙酰吡嗪缩肼基甲酸甲酯的镍和镉配合物的晶体结构及荧光性质（英文）

合成并通过X射线单晶衍射、元素分析及红外光谱表征了配合物[Ni(L)_2](1)和[Cd(HL)(CH_3OH)(NO_3)_2](2)的结构(HL为2-乙酰吡嗪缩肼基甲酸甲酯)。单晶衍射结果表明,配合物1中,Ni(Ⅱ)离子与来自2个阴离子配体L-的N_2O电子供体配位,形成扭曲的八面体配位构型。在配合物2中,Cd(Ⅱ)离子拥有双帽三棱柱配位构型,与1个中性配体HL,2个双齿配位硝酸根和1分子甲醇配位。此外还研究了配合物1和2的荧光及热性质。     

酸性介质中PAR与Fe（Ⅱ）显色反应的研究及其应用

4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚(PAR)是常用的配位滴定指示剂和光度分析显色剂,能用于多种金属离子的光度测定.用PAR光度法测定Fe(Ⅱ),因PAR及其PAR与Fe(Ⅱ)的配合物在酸性介质中难溶于水,因而一般在选择性不够高的碱性介质中进行测定.迄今为止,PAR与Fe(Ⅱ)在酸性介质中的显色反应研究还未见报道,本法采用加入表面活性剂OP增溶,研究在酸性介质中PAR与Fe(Ⅱ)的显色反应.结果表明,在pH2.0～6.0的范围内,Fe(Ⅱ)与PAR形成稳定的1:2配合物,最大吸收波长为491nm和710nm,表观摩尔吸光系数ε_(710)为1.4×10~4L·mol~(-1)·cm~(-1),以710nm为测定波长,铁含量在0～45μg/25ml范围内服从比耳定律.方法选择性较高,用于测定茶叶和食品中微量铁,结果满意.     

柔性环己烷六酸和刚性草酸配体桥连的稀土配位聚合物的水热合成与结构研究

草酸铽与水合环己烷六酸(H6LⅠ.H2O)(顺式椅式构型LⅠ:a,e,a,e,a,e)在水热条件下反应生成一种新颖的三维稀土配位聚合物[Tb4(LⅡ)(ox)3(H2O)8](LⅡ为反式椅式构型:e,e,e,e,e,e;ox为草酸根),通过元素分析和红外光谱对这个配位聚合物进行了表征。X射线单晶衍射分析表明该配合物属于三斜晶系,P1空间群,晶胞参数为:a=0.60203(4)nm,b=1.08278(8)nm,c=1.29446(9)nm,α=67.908 0(10)°,β=82.109 0(10)°,γ=83.887 0(10)°,V=0.773 07(9)nm3,Z=2。在这个配合物的形成中,顺式构型的H6LⅠ配体发生构型转变形成LⅡ配体,LⅡ配体采取μ8-桥连模式将Tb离子连接成一个具有孔洞的二维(Tb-LⅡ)配位层。由μ2-和μ4-桥连模式构成的一维(Tb-ox)链将二维(Tb-LⅡ)层连接成一个具有孔道的三维配位框架,ox配体和水分子通过配位作用和氢键作用填充在孔道中。     

镍负载硅酸铝催化剂上丙烯齐聚反应 Ⅲ.镍离子与丙烯分子的相互作用

为了探明在Ni(Ⅱ)/SiO_2-Al_2O_3催化剂上丙烯齐聚反应诱导期的成因及活性中心的本质,考察了反应过程中镍离子与丙烯分子的相互作用,发现反应诱导期随着催化剂预抽空温度的升高而缩短,也随着丙烯预处理及反应温度的升高而缩短.用ESR、XPS法跟踪考察发现,随着丙烯在催化剂上反应的进行,首先Ni(Ⅱ)被丙烯还原成Ni(Ⅰ)离子.之后,丙烯与Ni(Ⅰ)配位形成不饱和配位离子,形成齐聚反应表面活性中间体,并且在反应过程中,二、三聚产物也可与Ni(Ⅰ)离子配位,形成三、四聚反应面活性中间体.结果表明在Ni(Ⅱ)/SiO_2-Al_2O_3催化剂上Ni(Ⅰ)离子是丙烯齐聚反应的活性中心。     

苯并氮杂冠醚的反式结构及性能的理论研究

用分子动力学模拟退火找出苯并氮杂冠醚(C~1~8H~2~3O~7N)的最低能量构型后,用半经验量子化学方法AM1分别优化出了该苯并氮杂冠醚的顺、反式构型,对反式进行了前沿轨道、电荷密度计算,并作了振动分析。优化计算苯并氮杂冠醚反式构型的化合物结构数据与X射线晶体测定结果一致。对其振动分析,指认了化合物不同种类键的振动红外特征吸收峰。结构分析表明这种苯并氮杂冠醚的反式结构呈马蹄铁型,分子内有较大空腔,能够嵌入稀土金属阳离子,有较好的配位性。     

双β-二酮配体配位性的理论研究

基于自洽反应场(SCRF)中的极化连续介质模型(PCM), 采用密度泛函理论B3LYP/6-31G**计算了以二硫醚和芳环为桥基的两类双β-二酮配体的空间构型和电子结构, 结合其配合物晶体结构数据, 研究配体分子电子结构与配位性的关联性. 结果表明, 配体分子的几何构型、前线轨道、偶极矩和电荷布居, 与配合物构型、活性配位原子和配位形式(单核或多核、分子内或分子间)之间的关联性与一致性十分有意义. 配体的理论计算研究可以在一定层次上为配合物几何结构特征和配位特性提供合理的分析与预测.     

席夫碱Cu(Ⅱ)络合物的超分子螺旋手性及其手性光谱

本文通过不同的手性二胺(pn=1,2-丙二胺、chxn=1,2-环己二胺、dpen=1,2-二苯基乙二胺)与脱氢乙酸(dha)缩合,获得了N_2O_2型手性席夫碱配体(dha-en),进而合成了相应的三对手性席夫碱Cu(Ⅱ)络合物([Cu(dha-R/S-pn)](1a和1b)、[Cu(dha-R,R/S,S-chxn)](2a和2b)、[Cu(dha-R,R/S,S-dpen)](3a和3b),对其进行的固体和溶液电子圆二色(ECD)及溶液振动圆二色(VCD)光谱测试表明,这些化合物在固体和溶液状态下的金属中心的主要配位模式和绝对构型基本一致。此外,通过单晶结构分析发现:对于络合物2a/2b以及3a/3b,中心金属Cu(Ⅱ)除了与手性dha-en四齿配位外,还与相邻分子内酯环上的羰基发生弱的轴向配位形成一维超分子螺旋链,即实现了配位键构筑的席夫碱络合物的手性超分子自组装。本文对两对手性络合物2a/2b以及3a/3b的手性结构基元及其与超分子螺旋之间的关系进行了讨论。将本文所获实验VCD光谱数据与文献报道的相关数据进行比对分析,可以相互印证,并呈现一定的绝对构型关联规律且具有手性配位立体化学结构的指纹特征。     

利用“商余”法计算常见分子的价层电子对数

为了分门别类地对价层电子对互斥模型进行深入研究,根据分子的共同点和差异点,将常见分子分为：AB_n(B为非氢原子)型、简单氢化物H_xA型、复杂共价分子H_xAB_n型。在计算常见分子价层电子对数时,先计算出价层电子总数V,再利用“商余”法：V/8=n…m,n为八隅体原子数,m/2为中心原子A的孤电子对数,x为配位氢原子数。再根据VP=BP+LP=x+n+m/2,计算出价层电子对数。从3种不同类型分子价层电子对数的计算方法中,提取出“商余”法计算常见分子价层电子对数的思维模型,有助于促进学生认知模型的建构和发展。     

由醋酸根桥连构筑的零维六核镉(Ⅱ)格子型配合物和一维锌(Ⅱ)配位聚合物的合成、晶体结构及荧光性质

采用普通溶液法合成了配合物[Cd_6(Tppahz)_2(Ac)_2(H_2O)_6]5H_2O (1)和{[Zn_(1.5)(Tppahz)_(0.5)](Ac)_2}_n(2)(Tppahz=N,N′-二(吡啶-2′-甲缩)-2,6-吡啶二甲酰肼),并通过X射线单晶衍射分析、X射线粉末衍射分析、红外光谱分析和热重分析等对配合物的结构进行了测定。结果分析表明:配合物1是格子型结构,三斜晶系,■空间群,Cd(Ⅱ)离子与周围原子采用N_2O_5,N_3O_4两种不同的配位类型,形成扭曲的五角双锥构型;配位聚合物2是一维链状结构,单斜晶系,C2/c空间群,Zn(Ⅱ)离子与周围原子采用N_3O_2,N_2O_3两种不同的配位类型,形成畸变的四角锥配位构型。配位聚合物2通过π-π堆积作用形成了三维超分子结构。在室温下研究了2个配合物的荧光性质。荧光分析表明,配体Tppahz与d~(10)过渡金属离子配位后其荧光发生了红移。     

Al(Ⅲ)-槲皮素配合物的光谱分析

采用UV和IR分析手段,研究在甲醇溶剂酸性和中性条件下,槲皮素(3,3,′4,′5,7-五羟基黄酮)与A l(Ⅲ)形成配合物的构型、反应配比及在配位反应过程中配体分子中各个配位点的配位能力大小及优先配位的顺序。实验结果表明:在酸性介质中,槲皮素与A l(Ⅲ)所形成配合物的反应配比为A l(Ⅲ)∶Q=1∶1,其配位点为3-羟基-4-酮,配位构型中心为A l(Ⅲ)与一个槲皮素分子形成五元环四配位的配合物。在中性介质中发生两步配位反应,第一步配位反应发生在3-羟基-4-酮配位点其反应配比为1∶2,配位构型为中心A l(Ⅲ)与两个槲皮素分子形成两个五元环之间四配位的配合物;第二步配位反应发生在3,′4′-二羟基配位点其反应配比为2∶1,两个A l(Ⅲ)离子分别在上述两个配位点与一个槲皮素分子形成五元环四配位构型的配合物。     

Ti(O-iPr)4-NaNp-N2固氮体系和锆、铁氢化物的反应

在前报中,我们用锆、铁氢化物和[Mo(N_2)_2(dppe)](Ⅰ)(dppe=(C_6H_5)_2P-CH_2-CH_2-P(C_6H_5)_2)及其类似物[C_6H_5N_2]BF_4(Ⅱ)进行反应,经红外光谱测定发现产物中有—NH基因,此反应产物水解后生成氨.这一结果表明锆,铁氢化物上的氢已转移到配位N_2分子上.这有两种情况,一是反应产物需要经过水解后生成氨,(Ⅰ)和锆、铁氢化物的反应属于这一类;另一是反应直接生成游离氨,产物不需要经过水解,铁的氢化物和     

双冠醚配位作用的热力学性质 Ⅴ.双(苯并-15-冠-5)与稀土(Ⅲ)硝酸盐在无水乙腈溶液中分子内夹心配位作用

本文用分光光度滴定法测定了双(苯并-15-冠-5)(1)与轻稀土(Ⅲ)硝酸盐在无水乙腈溶液中,20.0～35.0℃时分子内夹心配位作用的稳定常数,进而计算了配位焓和配位熵,并与母体苯并15-冠-5(2)的实验结果作了比较.化学计量法表明,所有稀土硝酸盐均与双(苯并-15-冠-5)形成了1:1的配合物.从热力学的观点,讨论了双冠醚分子结构、尺寸效应和空间构型等对配位稳定性的影响.研究结果发现,双冠醚(1)对于Eu~(3+)具有较强的配位能力和配位选择性,Nd~(3+)次之.配合物的稳定性主要来自于熵的贡献.     

配位体对VCl_2·Ln络合物溶液光还原氮和溶剂质子还原放氢反应的影响

在固氮酶中,N_2和H_2O~+的还原反应是竞争电子的过程。我们曾报道过,以近紫外光辐照VCl_2、VCl_3的水或醇的溶液时,可使N_2分子还原质子化变成N_2H_4和NH_3,同时发生溶剂质子的还原放氢反应。这个放氢反应是主要反应,而且是一个催化循环反应。为了提高V~(2+)光还原氮的能力,本工作选用了一些含O、N、P原子又具有π电子的配位体(Ln),把