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        [Ni(C13H10O2N3)2]2·CH3OH配合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性質(zhì)*

        2011-11-26 08:20:14羅飛華胡宗球
        合成化學(xué) 2011年2期
        關(guān)鍵詞:鍵角鍵長(zhǎng)晶體結(jié)構(gòu)

        羅飛華, 胡宗球, 楊 莉, 張 萍, 劉 丹

        (1. 四川文理學(xué)院 化學(xué)與化學(xué)工程系,四川 達(dá)州 635000; 2. 華中師范大學(xué) 化學(xué)學(xué)院,湖北 武漢 430079)

        Schiff堿類化合物及其金屬配合物的合成與研究是生物學(xué)和化學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。鎳是生物體必需的痕量元素,鎳能促進(jìn)人體鐵的吸收,紅細(xì)胞的增長(zhǎng),氨基酶的合成,也可能是DNA和RNA的一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑[1~3]。而含-CONHN=CH-基團(tuán)的酰腙類化合物因其特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)而與生物環(huán)境接近,具有強(qiáng)的配位能力,多樣的配位形式,獨(dú)特的抗結(jié)核病菌的藥理活性,消炎、殺菌、抗腫瘤等生理活性[4]和很好的非線性發(fā)光特性[5]。長(zhǎng)期以來含N-取代水楊基Schiff堿配體和鎳配合物一直是人們廣泛研究的對(duì)象。吡啶甲醛縮水楊酰腙(HL)Schiff堿配合物在分析化學(xué)、熒光活性、半導(dǎo)體材料和抗炎癥方面具有廣泛的研究和應(yīng)用[6]。

        為了進(jìn)一步研究HL Schiff堿配合物的性質(zhì),本文以DMF和甲醇為溶劑,培養(yǎng)出了HL的鎳配合物[(NiL2)2·CH3OH,簡(jiǎn)稱1],并通過X-射線單晶衍射,IR和元素分析表征。同時(shí)用循環(huán)伏安曲線研究了1的電化學(xué)性質(zhì)。

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 儀器與試劑

        XT4A型顯微熔點(diǎn)儀(控溫型);Bruker APEX CCD型X-射線單晶衍射儀(Mo Kα); Perkin-Elmer 983型紅外光譜儀(KBr壓片);Perkin-Elmer 2400型元素分析儀; CH Instrument 650a型電化學(xué)分析儀。

        HL[8]按文獻(xiàn)方法合成;其余所用試劑均為分析純。

        1.2 1的合成

        在反應(yīng)瓶中加入HL 480 mg(2 mmo1)的DMF(5 mL)溶液,攪拌均勻后于室溫滴加Ni(AcO)2·4H2O 250 mg(1 mmo1)的甲醇(15 mL)溶液,滴畢,反應(yīng)2 h。過濾,濾液靜置20 d后析出紅色柱狀單晶1, m.p.>300 ℃; IR ν: 3 448, 1 685, 1 598, 1 517, 1 259, 1 071, 699, 539, 414 cm-1; Anal.calcd for C53H44N12O9Ni4: C 10.72, H 3.64, N 15.26; found C 10.53, H 3.71, N 15.14。

        1.2 晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定

        2 結(jié)果與討論

        1的分子結(jié)構(gòu)圖見圖1,晶胞堆積圖見圖2,主要鍵長(zhǎng)見表1,主要鍵角見表2,氫鍵鍵長(zhǎng)和鍵角見表3。

        晶體結(jié)構(gòu)解析表明,1屬于單斜晶系,P2(1)/n空間群,晶胞參數(shù)a=12.458(2) ?,b=17.920(3) ?,c=13.885(8) ?,β=119.923(10)°,V=2 686.70(7) ?3,Z=2, Mr=710.73,Dc=1.368 Mg·m-3,μ=0.767 mm-1,F(xiàn)(000)=1140。

        圖1 1的分子結(jié)構(gòu)圖

        圖2 1的晶胞堆積圖

        表1 1的主要鍵長(zhǎng)

        表2 1的主要鍵角

        表 3 1的氫鍵鍵長(zhǎng)和鍵角

        #11-x, 2-y,-z

        從如圖1可見,1是一個(gè)單核六配位結(jié)構(gòu),其中,三齒配體脫氫以負(fù)一價(jià)陰離子形式參與配位,通過4個(gè)氮原子[N(1), N(2), N(3), N(4)]和兩個(gè)氧原子[O(2), O(4)]與Ni(Ⅱ)配位,其中N(2)-Ni(1)-N(3), N(2)-Ni(1)-N(4), O(4)-Ni(1)-N(3), O(4)-Ni(1)-N(4)的鍵角之和為360.07°,接近360°。 N(2), N(3), N(4), O(4)4個(gè)原子處于八面體的赤道平面[平均偏差0.047(4) ?]。 Ni到此赤道平面的距離為0.014(7) ?,較文獻(xiàn)[9]報(bào)道要小。N(1)和O(3)兩個(gè)原子處于八面體的軸向位置,N(1)-Ni(1)-O(3)鍵角為153.82°;而Ni(1)-N(2), Ni(1)-N(3), Ni(1)-N(4), Ni(1)-O(4)的平均鍵長(zhǎng)為2.098 ?; Ni(1)-N(1), Ni(1)-O(2)的平均鍵長(zhǎng)為2.042 ?。 1形成了變形的八面體構(gòu)型。C(7)-O(2), C(20)-O(4)的鍵長(zhǎng)分別為1.271(5) ?和1.264(4) ?,介于C-O單鍵(1.43 ?)和C = O雙鍵(1.22 ?)之間,表明配體的?;韵┐蓟问絽⑴c配位,與IR分析相符。1的晶體結(jié)構(gòu)屬Oh 場(chǎng),Ni(Ⅱ)為d8電子結(jié)構(gòu),不論場(chǎng)強(qiáng)還是場(chǎng)弱,都不存在Jahn-Teller效應(yīng),構(gòu)型變形的原因可能是甲醇溶劑分子與Schiff 堿部分的不均勻弱作用力所致。

        O1-H1┈N5間形成分子內(nèi)氫鍵[H3A與N2距離為1.72 ?, O1與N5距離為2.478(6) ?, O1-H1┈N5間鍵角為152.3°],分子間雖不存在明顯的氫鍵,但O4與另一分子的H8和C8間的距離僅為2.49 ?和3.242(5) ?。鍵角O4┈H8-C8為138.5°,仍有弱相互作用存在,這些作用的存在使分子沿b軸形成一維穩(wěn)定無限鏈狀空間結(jié)構(gòu)。

        采用三電極體系,玻碳電極為工作電極,鉑電極為輔助電極,SCE為參比電極,以甲醇和水為溶劑,c(1)=1.0 ×10-6mol·L-1,在NaAc-HAc(pH 4.74)緩沖溶液中進(jìn)行1的循環(huán)伏安曲線測(cè)定。從-1.600 V~1.600 V進(jìn)行掃描,掃描速度100 mV·s-1。1的循環(huán)伏安曲線見圖3。由圖3可見,1有一對(duì)氧化還原峰,對(duì)應(yīng)于電對(duì)Ni(Ⅲ)/Ni(Ⅱ)的電子轉(zhuǎn)移,陰極峰和陽極峰的電位分別是Epc=-0.534 9 V(還原峰)和Epa=-0.411 4 V(氧化峰),E1/2=-0.473 2 V,從△E=0.123 5 V和Ipc/Ipa=1.11可以判別電解中電子轉(zhuǎn)移是準(zhǔn)可逆的[10]。

        E/V

        [1] 吳文士,劉世雄,黃婷婷,等.N-乙酰皮考啉酰肼合

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