基本信息
- 项目名称：
- 外消旋双U形钕单核配合物的合成、晶体结构及其表征
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 金属配合物手性大发现和认识对早期配位化学理论大建立起到积极的作用,它在生物无机化学,不对称催化,超分子化学等化学分支学科中都具有重要的应用.稀土配合物因其独特的分子结构及其在生物医药、催化、磁性、非线性光学和发光材料等方面存在潜在的应用前景，长期以来受到学者们广泛研究。晶体通过红外光谱、元素分析及X射线衍射对其进行表征，数据科学可靠。且本配合物之前在国际上未见报道。
- 详细介绍：
- 据报道含硫配体及其金属配合物具有抑菌、抗癌和抗病毒的生理活性，目前报道较多的是含硫席夫碱配合物。对苯磺酸及其衍生物的配合物研究非常少，如对氨基苯磺酸俗称磺胺酸,是生产偶氮、酸性、活性等染料的中间体，主要用于合成酸性嫩黄2G、酸性橙Ⅱ、酸性媒介深黄、活性红KP-5B等品种。还可用作防治小麦锈病的农药,称为敌锈钠,对小麦锈病有内吸治疗作用。然而对氨基苯磺酸是一种很好的配体，因为磺酸基上的O和氨基上的N都是良好的配位原子；它与稀土及其它金属形成的配合物对于新型功能高分子材料的合成和应用提供了某些理论和实验依据，且对氨基苯磺酸作为一种新型的固体酸催化剂,在酸催化反应中表现出较强的催化性能。因此研究此类配合物具有重要意义。金属配合物手性大发现和认识对早期配位化学理论大建立起拉积极的作用,它在生物无机化学,不对称催化,超分子化学等化学分支学科中都具有重要的应用.稀土配合物因其独特的分子结构及其在生物医药、催化、磁性、非线性光学和发光材料等方面存在潜在的应用前景，长期以来受到学者们广泛研究。设计和合成稀土金属分子配合物，成为超分子化学和生物化学领域的研究热点之一。由于中心离子的f电子与杂环胺配体的电子偶合作用，在稀土配合物中引入氮杂环双齿配体，不仅可以使配合物分子间可通过π-π堆积作用构筑超分子体系，提高配合物的稳定性，而且可能增强其杀菌能力和荧光性能，因此邻菲咯啉和2，2`-二联吡啶等被普遍用作辅助配体。 在设计多元配合物时，人们更多选择的是羧酸及其衍生物作为第一配体，并取得令人瞩目的研究成果，这主要得益于羧酸配位方式的多样性。近年来，磺酸基与羧基不同的立体化学特点逐渐受到关注，含芳香族磺酸的配合物研究受到人们大重视。对氨基苯磺酸是染料和药物的重要中间体，它的过渡金属配合物已有一些报道，而它的稀土配合物只见[LnL2(H2O)7]L.H2O(Ln=La,Nd,Sm,Eu)和[LnL2(H2O)7]L.2H2O(Ln=Tb,Dy,Eu)两例二元配合物的报道。 以对氨基苯磺酸为配体本实验结果之前在国际上未见报道，该论文在国际权威期刊《Acta Crystallographica Section E》（SCI收录）首次进行报道！
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 基本思路： 1、设计并合成对氨基苯磺酸配体与过渡金属、稀土及邻菲罗啉（或联吡啶等）的配合物。 2、对配合物进行元素分析 3、对配合物进行红外光谱、紫外光谱分析 4、对配合物进行X-射线单晶结构衍射分析。 5、分析配合物的热稳定。
科学性、先进性及独特之处
- 本实验合成出的晶体通过红外光谱、元素分析及X射线衍射对其进行表征，数据科学可靠。且本配合物之前在国际上未见报道。
应用价值和现实意义
- 配位物是有机配体和金属离子之间通过配位键形成的具有高度规整的无限网络结构的配合物，它结合了复合高子和配位化合物两者的特点，表现出其独特的性质，在非线性光学材料、磁性材料、超导材料、催化、生物模拟及物质吸附和分离等诸多方面都有广阔的应用前景。本实验研究成果为进一步合成其他新型材料奠定实验基础。
学术论文摘要
- 摘要：对氨基苯磺酸(p-AbsH)，邻菲罗啉(phen)与稀土硝酸盐在pH=6~7的水溶液中反应，合成了新颖的双U形单核配合物[Nd(O-p-Abs)2(phen)2(H2O)3](NO3)·2H2O。X-射线单晶衍射分析表明，配合物晶体为正交晶系，Pccn空间群，晶胞参数分别为：a=1.74990(18)nm, b=1.42788(15)nm, c=1.67045(17)nm, V=4.1739(7)nm3, Z=4, F(000)=2108, R1=0.0257, wR2=0.0656。在配合物中, Nd(III)离子与5个O原子和4个N原子与配位，形成一个畸变的三冠三棱柱体NdN4O5配位多面体，其中2个氧原子来自于2个对氨基苯磺酸根的磺酸基, 另3个O原子则由配位水分子提供, 4个N原子来自2个Phen。p-Abs与phen通过π-π作用构成具有手性的螺旋双U形结构，每个晶胞中含有两对构型相反的[Nd(O-p-Abs)2(phen)2(H2O)3]+，整个晶体呈外消旋，两种异构体分子间通过phen间的π-π作用构成超分子螺旋链，并通过氢键作用形成三维超分子结构。
获奖情况
- 本作品已发表在国际权威期刊《Acta Crystallographica Section E》（SCI收录）
鉴定结果
- 该论文具有原创性，配合物结构新颖，具有一定的研究价值！
参考文献
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同类课题研究水平概述
- 早在二十世纪五十年代，国外一些研究学者就进行了蛋白质中肽键的研究，认为肽键基团中有两个潜在的键合原子：氧原子和氮原子，并对酰胺氮去质子化问题进行了大量的工作。二十世纪七十年代到九十年代初，磺酰化氮保护氨基酸配合物的研究成为了国外的一批科研工作者的重要课题，并取得了比较系统的研究成果。其配合物的研究内容包括了配合物的稳定常数、组成、成键特性、热稳定性、晶体结构特性和动力学研究等许多方面。近二十年来，是国外一批学者研究过渡金属和氮磺酰化氨基酸配合物的如火如荼时期，特别是在意大利的Monica Saladini教授的课题组的精心研究下，氮磺酰化氨基酸配合物体系的研究取得了比较系统的成果，获得了许多晶体并报道了其晶体结构。近年来，Monica Saladini课题组又把研究领域扩展到氮磺酰化氨基酸与主族金属元素（如Pb）配位以及将吸电子基团引入磺酰化基团进行苯环的修饰等方面，这些领域的开发为完善氮磺酰化氨基酸配合物体系具有积极的意义。目前，在国外虽然氮保护氨基酸与过渡金属配合物体系是一个研究得比较成熟的体系，但它集中在过渡金属上，国内现在也有研究小组在研究稀土与氮保护氨基酸配合物，但主要集中在简单的氨基酸分子上（如甘氨酸、谷氨酸等）。组成蛋白质的常见氨基酸有二十几种，因此这方面的研究还有许多空白。 以对氨基苯磺酸为配体本实验结果之前在国际上未见报道，该论文在国际权威期刊《Acta Crystallographica Section E》（SCI收录）首次进行报道！
