Schiff碱的金属配合物的合成及结构表征研究

Schiff碱的金属配合物的合成及结构表征研究

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　　摘要 本文根据作者多年工作经验，从Schiff碱的简介、金属配位聚合物、Schiff碱的重要配位离子―Cu(Ⅱ)、Shiff碱化合物现代结构分析方法这四个方面，探讨了金属配合物的合成和结构表征的研究方法，将为Schiff碱的金属配合物的研究提供重要的理论参考。

　　关键词 Schiff碱;金属配位聚合物;现代结构分析方法

　　1 Schiff碱的简介

　　Schiff碱为包含甲亚胺基或者亚胺的有机化合物的统称。根据Schiff碱不同的配体可将其分成缩胺类、腙类、缩酮类、缩胺基脲类、缩喹啉类、氨基酸类及氨基酸酯类、其他缩酯氮杂环类等几类。合成Schiff碱的过程牵涉到重排、加成、消去等缩合反应过程，在该反应中有重要地位的是反应物的电子效应和立体结构。

　　Schiff碱与其配合物凭着其比较容易合成、反应时可以灵活选择肼类或者胺类及其含有羰基的不同酮或醛等内在要素，在很长一段时间内都收到重视。有关Schiff碱及其配合物应用的报道较多，主要有基于生物活性在药物方面的应用与药物分子的设计和基于化学反应在催化剂、稳定剂等方面的应用等。

　　R=2-Me及R=2-OH基的Schiff碱的活性非常强，可以使肿瘤的生长变缓，这一点在很多活体实验研究中已经得到证实。另外，实验证实醛取代基治疗肿瘤的效果要比胺取代基好，病区Schiff碱中水杨酸类抗肿瘤的效果最好。Schiff碱中芳香类和芳香类的配合物能催化氧化、分解、聚合等化合反应。此外，稀土与β-丙氨酸Schiff碱配合物也存在一些催化的能力，抗坏血酸及半胱氨酸氧化可被某些Schiff碱配合物催化。

　　2 Schiff碱的金属配位聚合物

　　金属配位聚合物的形成依靠过渡金属和有机配体的自组装，复合高分子与配位化合物的优点它兼而有之，它内含很多重金属离子、结构复杂多样、理化性质比较特殊，故其应用前景非常好，尤其在超导材料及催化、磁性材料及非线性光学材料等方面的应用有很大潜力。近年来，配位聚合物晶体工程学受到了广泛的关注，特别是配位超分子晶体越来越得到重视，在多相催化、分子筛、磁学性质以及非线性光学性质等领域具有潜在的应用价值，其Schiff碱型聚合物则因为表现出的光电子性质、非线性光学性质、液晶性质而被材料科学界所瞩目。合成Schiff 碱配合物的方法一般有溶剂热法、水热法、溶胶-凝胶法及溶液自组装法等。

　　3 Schiff碱的重要配位离子―Cu(Ⅱ)

　　有关Schiff 碱与其配合物应用的文献很多，主要起源的因素有其含有基因的功能性、将要发生的反应、中心离子的功能、成键和电子效应等。Cu(Ⅱ)在人体的微量元素含量中居第三位，在铁和锌之后，铜离子的结构复杂多样，并且有很好的配位功能，所以在合成配合物时经常选用它。最近几年，手性分子、以氢键连接形成的螺旋长链分子、磁交换等为铜配合物的主要研究方向。配体与铜形成的许多配合物结构复杂多样，有很好的磁性，一些铜配合物中的桥基结构的研究，对于人们掌握Cu-Cu原子间的磁交换作用的机理起着重要作用，并且对研究磁学和结构的关系发挥着重要作用。

　　人们常用的各种油漆、涂料等的添加剂中就有Schiff碱铜离子配合物，当人们使用含有Schiff碱铜离子配合物的油漆、涂料后，在外部环境的理化作用下，会析出螯合物里面的金属离子，从而在物体表面覆盖一层金属离子组成的保护膜，增加了物业的耐腐蚀能力，使物体的使用寿命增加，相应的也就加减少了设备损耗所增加的成本。

　　4 Shiff碱化合物现代结构分析方法

　　在对Shiff碱化合物的合成、反应和应用的研究中，各种现代结构分析方法对其发展起着重要的作用。主要有：

　　1)红外光谱法

　　该方法是一种光谱分析的方法，它建立的依据是物体对红外线辐射的特征吸收。合成配体首先的判断根据是Schiff 碱的C=N基团对红外线辐射的特征吸收。配体存在于聚合物与配合物里，因为配位的关系，它的红外线吸收峰会表现的不用。用红外光谱测试测试可以反应的发生做初步的判断。物品中的特征官能团就可以用红外光谱图吸收峰的位置、数量和吸收的力度来判定，再分析产物的组分。

　　2)质谱分析法

　　质谱是用离子质荷比来排序，所形成的图表。质谱法是用质谱来定性定量分析以及研究分子结构的方法。Schiff 碱配体的结构比较简单，能得出正确的分子量与分子式，把配合物、聚合物与配体的图谱作一下对照，就能判断出聚合物或配合物是否产生了，把图谱作一下解析同样也能得出其有关结构。

　　3)X-射线光电子能谱(XPS)

　　对内层电子的结合能和氧化态的变化的研究，X-射线光电子能谱(XPS)能鉴定元素价态、类别，元素的相对含量也可由XPS测出，X-射线光电子能谱能了解中心离子和配位原子的相互作用，还能对量子化学的理论作一下证实。X-射线光电子能谱已经变成进行配合物中配位位点、电荷分配与配合物的结构研究的强力工具。许多的研究已经证实，X-射线光电子能谱在表面研究、鉴定结构及化学分析等方面有着广阔的研究前景，尤其是计算机技术的发展为其研究提供了巨大的推动力。用X-射线光电子能谱对配合物进行研究，可以对中心离子内层电子状态和与其相结合配体的电子状态和配位情况做到清楚直接的了解，得到相关的电荷转移方面的信息，这在配合物的电子结构的研究、配位键的形成和配位键的性质方面有很强的指导作用，对配合物的研究发挥着巨大的作用。

　　4)核磁共振光谱

　　此方面的研究能得到分子的几何构型、原子间的成键状态和相互作用等的非常重要的结构情报。所以，它在物理学、化学和生命科学等方面的研究中应用广泛。完全解析核磁共振光谱时所工的两个重要的参数是核自旋偶合常数和核磁屏蔽常数，这两个参数在理论研究上有着非常重要的意思，能在于金属配合物的分子结构解析方面发挥作用。

　　5 结论

　　一个多世纪以来，Schiff 碱化合物在生物化学、医药、分析化学、材料、催化等各方面都表现出一定研究和应用价值。合成Schiff 碱化合物的方法在不断创新，尤其是应用的范围在不断扩大，已经进入药物和生物活性、催化及材料等许多领域，可以预见，其继续发展的前景是非常广阔的。

　　参考文献

　　[1]苟峄.基于O，N，O-三齿骨架的Schiff碱金属配合物的合成及生物活性研究[D].武汉纺织大学，2013.

　　[2]赵嘉锡.Schiff碱金属配合物合成及其固化环氧树脂的性能研究[D].武汉理工大学，2010.

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