金属铜离子配合物的研究进展

金属铜离子配合物的合成和结构分析系别：化学系班级：07.4班专业：应用化学姓名：刘明磊学号：12号金属铜离子配合物的合成和结构分析摘要铜元素在动植物中是普遍存在的，它是生命必需的微量元素之一，在生命过程中起着重要作用[11-12]。许多金属酶和金属蛋白的活性部位均含有双核铜(Ⅱ)结构单元．铜化合物具有多变的配位结构和活化小分子的催化特性，常被用作双取代过氧化物分解的催化剂[13-14]。此外，铜的配位环境易于调变，结构的易变性导致合成了多种单核或多核的铜配合物。在学术上，对于分析化学的离子的分离、金属离子的滴定、掩蔽干扰离子，在工业生产上，对于配位催化、材料先驱物等都有广泛的应用。科学家已经对关于双核铜(I)配合物、三核铜(I)配合物和双核铜(Ⅱ)配合物、2-(1H-1，2，4．三氦唑)乙酸Cu(Ⅱ)配合、双氯芬酸铜（Ⅱ）、氯灭酸铜（Ⅱ）配合物、双核铜(Ⅱ)。氟喹诺酮．邻菲咯啉混配配合物的合成进行相关的研究。部分结果已有文献［1］进行了总结，通过研究金属铜离子、过渡金属铜的配台物、药物和其它配体(或DNA等)的相互作用，配合物中铜离子配位数为5的配体有抑菌活性，对探索和研究药物分子抗菌、抗肿瘤的作用机制也具有重要意义。本文将从一些金属铜离子配合物的合成方法、结构特征、晶体结构和反应性能等角度，全面评述这类化学的进展情况，初步研究配位反应的机理和配合物的性质，同时通过测定结果研究配合物的晶体结构、分子结构和它们在医学上的应用。关键词：金属配合物；合成；结构；铜离子；配体；催化CopperionscomplexesarereviewedABSTRACTMetalcoordinationcompoundsmetalcomplexes,thecenterofthesurroundingatomsandligandmoleculesorions.Centeratommayalsobeionatomandaround.Centerligandmoleculesorionsbycoordinationbetweenkeycombination.Metalcomplexeswidelyappliedindailylife,industrialproductionandlifescience,especiallythedevelopmentinrecentyears.Academically,chemicalanalysisfortheseparationofions,metaliontitration,maskinginterferenceions,intheindustrialproduction,coordination,materialsforpioneeretcarewidelyused.Scientistshavetoaboutdual-corecopper(I)complexes,threenuclearcopper(I)complexesanddual-corecopper(Ⅱ)complexes,2-(1H-1,2,4.ThreeCu(acid)helium(Ⅱ),doublechlorineacidcopper(ⅡFinn),copperⅡ(of)complexes,dual-corecopper(Ⅱ)fluoroquinolones.OluoLinmixedsynthesiswereexplored.Someresultsin[1]literaturesweresummarized,throughtheresearchofmetalions,transitionmetalbrass,copperwithTaiwanandotherligands(drugs)orDNAtoexploretheinteraction,andthestudydrugmoleculesantibacterial,antitumormechanismalsohasimportantsignificance.Thispaperwillsomecopperionssynthesismethod,structuralcharacteristics,crystalstructureandperformancereview,thiskindofcomprehensivechemicalprogress,apreliminarystudyofthecoordinationreactionmechanismandcomplexesofnature,andthroughthemeasurementresultsofcrystalstructure,molecularstructureandtheirapplicationinmedicine.Keywords:Metalcomplexes;synthetic;structure目录1前言------------------------------------------------------------51.1金属配合物的发展-----------------------------------------51.2金属配合物的应用------------------------------------------52金属铜离子配合物合成及结构分析配合物的研究-------------------62.1金属铜(I)配合物合成及结构分析-------------------------------62.2金属铜(II)配合物合成及结构分析----------------------------72.3Cu(II)配合物的原位合成和结构--------------------------72.4双核铜(Ⅱ)-氟喹诺酮-邻菲咯啉混配配合物的合成、性能-73结论------------------------------------------------------------8参考文献----------------------------------------------------------91前言近年来．由于金属配合物在日常生活和工业上都有广泛的应用，尤其过渡金属对探索和研究药物分子抗菌、抗肿瘤的作用机制具有重要意义。在催化、光学材料以及电学材料等方面具有新型功能的金属配合物的研究也受到人们的广泛关注。1.1金属配合物的发展人们很早就开始接触配位化合物，当时大多用作日常生活用途，原料也基本上是由天然取得的，比如杀菌剂胆矾和用作染料的普鲁士蓝。最早对配合物的研究开始于1798年。法国化学家塔萨厄尔首次用二价钴盐、氯化铵与氨水制备出CoCl3.6NH3，并发现铬、镍、铜、铂等金属以及Cl-、H2O、CN-、CO和C2H4也都可以生成类似的化合物。1893年，瑞士化学家维尔纳总结了前人的理论，首次提出了现代的配位键、配位数和配位化合物结构等一系列基本概念，成功解释了很多配合物的电导性质、异构现象及磁性。自此，配位化学才有了本质上的发展。维尔纳也被称为“配位化学之父”，并因此获得了1913年的诺贝尔化学奖。1923年，英国化学家西季威克提出“有效原子序数”法则（EAN），现代的配位化学不再拘泥于电子对的施受关系，而是很大程度上借助于分子轨道理论的发展。1955年二苯合铬[Cr(C6H6)2]的合成发展了一大类环状和链状不饱和配体配合物[34]1.2金属配合物的应用配位催化是催化反应的机理常会涉及到配位化合物中间体，比如合成氨工业中用醋酸二氨合铜除去一氧化碳，有机金属催化剂催化烯烃的聚合反应或寡合催化反应，以及不对称催化于药物的制备。以银氨溶液为原料，利用银镜反应，在玻璃后面镀上一层光亮的银涂层的制镜。提取金属例如氰化法提金的步骤中，由于生成了稳定的配离子[Au(CN)2]-，使得不活泼的金进入溶液中也可利用很多羰基配合物的热分解来提纯金属，例如蒙德法中，镍的纯化利用了四羰基镍生成与分解的可逆反应，材料先驱物氧化铝微粒及砷化镓(GaAs)薄膜等的合成。在生物学中，很多生物分子都是配合物，并且含铁的血红蛋白与氧气和一氧化碳的结合，很多酶及含镁的叶绿素的正常运作也都离不开配合物机理。乙二胺四乙酸、柠檬酸钠、2,3-二巯基丁二酸等解毒剂可用于重金属解毒的机理，常常是它们可与重金属离子配合，使其转化为毒性很小的配位化合物，从而达到解毒的目的，如双氯芬酸铜（Ⅱ）和氯灭酸铜（Ⅱ）配合物。在此，我将总结一些关于金属配合物的合成，尤其金属铜(I)配合物和铜(Ⅱ)配合物的合成，和对药物和其它配体的相互作用。以及铜的配合物在电学、磁学、光学等方面具有特殊的性质，在材料、催化性能研究等诸多领域中表现[56]。2金属铜离子配合物合成及结构分析配合物的研究2.1金属铜(I)配合物合成及结构分析铜一价离子配合物由于其变化奇异的结构,性质及配位数而引起化学工作者的广泛兴趣。四电子供体双二苯基膦甲烷适宜在近距离内与两个金属原子同时配位,容易形成八员环的二聚体,因而是桥联两个低氧化态过渡金属的最佳选择,由于在框架结构中的配位不饱和性,仍需有单齿或双齿配体参加配位,这也正是这类配合物特殊的成键,反应性和催化性的主要原因,这种附加配体不仅影响金属离子的配位构型而且影响框架结构,同时能够稳定多核配合物。在配体dppm存在下直接还原铜一价盐得到双核铜一价离子配合物,又在四苯基硼钠存在下部分取代弱配位的硝酸根制备了具有奇结构的三核铜一价配合物,通过元素分析,核磁,红外,电导等方法研究了配合物【Cu(dppm)(No3)】2-[7]的有关物理化学性质,配合物的晶体和分子结构已由x—射线单晶结构分析确定.制备配合物【Cu(dppm)(No3)】2-[7]时的分子结构表明铜已被还原为铜其中弱配位的硝酸根容易被其它配体取代1利用该性质得到三核铜一价配合物。通过取代【Cu(dppm)(No3)】2-[7]中弱配位的硝酸根制备了配合物【Cu(dppm)(No3)】(NO3)CH3OH并通过元素分析红外45射线四圆衍射分析等手段探讨了配合物的物理及化学性质)2.2金属铜(II)配合物合成及结构分析双取代过氧化物分解时，铜配合物常被用作催化剂[8]，研究铜模拟配合物的结构和性质将有助于探讨相应催化剂的电子结构和成键特征，同时大多数有关cr键活化的催化过程中，氧化加成配位反应往往是关键步骤[8]，因此，氧化加成配位反应在过渡金属配合物及其催化反应中显得十分重要，在2．2联毗啶存在下利用金属铜粉和过氧化苯甲酰的氧化加成配位反应合成了金属铜(Ⅱ)配合物[Cu(2，2bipy)(C6la5coo)2(H2o)1，并通过电子光谱、红外光谱、热分析、电导及x一射线粉末衍射等手段初步研究了氧化加成配位反应的机理和配合物的性质，同时测定了配合物的晶体结构和分子结构在配体存在下，金属铜粉和过氧化苯甲酰的氧化加成配位反应是连续进行的，金属铜粉首先经氧化得到一价铜的配合物，最后生成铜(Ⅱ)配合物。2.3Cu(II)配合物的原位合成和结构原位合成作为配位化学和有机化学的重要合成方法，备受人们关注，得到广泛深入的研究。原位反成一般是在水热或溶剂热条件下进行。可以用于和成一些不能用直接方法得到的有机配体。成为连接配位化学和有机合成化学的桥梁[9-10]。在一定条件下，吡啼一2．3．6-二璇酸在水热条件F和过渡盘属铜OI)盐及辅助配体2，2'-bpy或phen作J{l』。2.4双核铜(Ⅱ)-氟喹诺酮-邻菲咯啉混配配合物的合成、性能通过合成、晶体结构测定、FT．IR光谱测定、外抗菌、抗肿瘤活性测定、配合物红外光谱和外生物活性，研究金属离子与环丙沙星和N-N配体的配位行为时，发现了一些新的变化，Hcfp中哌嗪基(pip)在配位过程中脱离了环丙沙星母环，我们将其称为Hcfct[9]。过渡金属配台物是一类重要的DNA靶向化合物，通过研究金属离子、药物和其它配体(或DNA等)的相互作用，对探索和研究药物分子抗菌、抗肿瘤的作用机制具有重要意义。氟喹诺酮类药物是一类重要的抗菌药物，金属离子对该类药物在