郭立平,徐文茜,郭輝紅
蚌埠學(xué)院安徽省硅基新材料工程實驗室,安徽蚌埠,233000
脒類化合物是一類含有R1N=C(R2)NHR3(R1、R2、R3為烷基或芳基)骨架的有機(jī)化合物,其中氮原子上的氫原子很容易被有機(jī)堿攫取,形成帶一個單位負(fù)電荷的脒基負(fù)離子,通常情況下,脒基負(fù)離子的電荷通過共軛作用形成三原子四電子中心,與中心金屬配位。通過變換骨架上的取代基,可以很容易地調(diào)節(jié)配體的電荷密度和空間位阻以及溶解度[1-4],因此,在配位化學(xué)中,脒基被廣泛用作輔助配體。為更好地穩(wěn)定缺電子的金屬中心,在脒基配體的側(cè)鏈引入中性σ配位單元,構(gòu)成多齒配體,但是側(cè)鏈含有中性π輔助配位單元的脒基配體尚未見諸文獻(xiàn)報道[5-9]。與中性σ輔助配位單元相比較,中性π輔助配位單元可以提供較多的配位數(shù)及較大的立體空間位阻,理論上可以更好地穩(wěn)定缺電子的金屬中心?;诖?,本文設(shè)計合成了一種新型的側(cè)鏈含中性吡咯基單元的脒基配體。
2,5-己二酮、鄰苯二胺、2,6-二異丙基苯胺從阿拉丁試劑公司購買,二氯亞砜從中國國藥集團(tuán)購買,其他試劑均為分析純,試劑使用前未經(jīng)純化,化合物2-(2,5-Me2C4H2N)C6H4NH2與2,6-iPr2C6H3NC(Cl)C6H5通過文獻(xiàn)方法制備[10-11]。1H NMR和13C NMR譜在Bruker DPX 400核磁共振儀測定,質(zhì)譜用Bruker SolariX 9.4T ICR質(zhì)譜儀測試,紅外用perkin-Elmer 1600測試,晶體結(jié)構(gòu)在Bruker SMART APEX II CCD衍射儀上測定。
室溫下,向溶有2-(2,5-Me2C4H2N)C6H4NH2(1.0 equiv,2.31 mmol,0.43 g)、Et3N(1.2 equiv,2.77 mmol,2.8 g)的15 mL二氯甲烷溶液中,緩慢滴加溶解有2,6-iPr2C6H3NC(Cl)C6H5(1.0 equiv,2.31 mmol,0.69 g)的二氯甲烷溶液,滴加完畢后加熱至50oC反應(yīng)6 h,冷卻至室溫后,加水萃取,有機(jī)相用飽和食鹽水洗滌兩次后加無水NaSO4干燥,真空除去溶劑,產(chǎn)物柱層析得到黃色固體粉末9.3 g,產(chǎn)率為90%。
1H NMR(400 MHz,C6D6)δ:1.18(s,12H,CHMe2),1.85(s,6H,CH3-pyrrole),3.21(s,2H,CHMe2),6.07(s,2H),6.56-7.16(br,11H),8.00(s,1H).13C NMR(100 MHz,C6D6)δ:12.3,23.4,28.9,107.8,108.6,120.0,121.9,123.8,128.8,129.6,130.6,135.4,138.0,139.3,144.7,152.2.FT-IR(KBr pellets,cm-1):3 329(s),3 057(m),2 961(s),2 869(m),1 619(s),1 599(s),1 574(s),1 506(s).MS(APCI) calcd for[M+H]+450.290 3,found 450.290 5.
選取尺寸為0.23 mm×0.21 mm×0.2 mm形狀規(guī)則的淡黃色晶體,在293 K下,用單晶衍射儀Bruker SMART APEX II CCD測定,在1.322o≤θ≤24.993o范圍內(nèi)共收集衍射點(diǎn)9 858個,其中獨(dú)立衍射點(diǎn)個數(shù)為4 721個。應(yīng)用SHELEX-97程序[12],晶體結(jié)構(gòu)采用重原子法解出,經(jīng)多輪Fourier變換后得到全部非氫原子的坐標(biāo)參數(shù),采用理論加氫法獲得所有氫原子坐標(biāo),對所有非氫原子經(jīng)全矩陣最小二乘法(SHELETL-97)修正其各向異性溫度因子[13]。最終的偏離因子R=0.060 3,wR=0.140 4,最高殘余電子密度峰為0.290 e.?-3,最低殘余電子密度峰為-0.184 e.?-3。
以三乙胺為束酸劑,二氯甲烷為反應(yīng)溶劑,等當(dāng)量的2-(2,5-Me2C4H2N)C6H4NH2與2,6-iPr2C6H3NC(Cl)C6H5反應(yīng)以較高的收率得到目標(biāo)化合物(圖1)。該化合物能溶于甲苯、四氫呋喃、氯仿,難溶于正己烷。通過核磁、紅外、高分辨質(zhì)譜對其進(jìn)行了表征。
目標(biāo)化合物在CDCl3、C6D6或DMSO-d6中的核磁氫譜,呈現(xiàn)出較寬的峰型且沒有耦合裂分(圖2、圖4),這可能是因為該化合物在溶液中存在E/Z異構(gòu)體及互變異構(gòu)現(xiàn)象(圖3)。在紅外譜圖中,3 329 和1 619 cm-1處出現(xiàn)的強(qiáng)吸收峰,分別對應(yīng)分子骨架中N-H和CN的伸縮振動。
圖4 目標(biāo)化合物在氘代苯中的核磁共振碳譜圖
以無水乙醇為重結(jié)晶溶劑得到了目標(biāo)化合物的晶體,通過X-射線單晶衍射測定了其結(jié)構(gòu)。X-射線單晶衍射結(jié)果表明,該化合物屬于三斜晶系,空間群為P,其晶體結(jié)構(gòu)如圖5所示,晶體學(xué)數(shù)據(jù)列于表1,主要的鍵長及鍵角分別列于表2和表3。
表1 目標(biāo)化合物的晶體學(xué)數(shù)據(jù)
表2 主要的鍵長(?)
表3 主要的鍵角
從晶體結(jié)構(gòu)圖可以看出,該化合物在固體狀態(tài)下呈現(xiàn)Z-anti的異構(gòu)形式,C(13)-N(2)與C(13)-N(3)的鍵長分別為1.385 4(18) ?、1.282 1(18)?,分別對應(yīng)碳氮單鍵與雙鍵的鍵長。N(2)-C(13)-N(3)的鍵角為121.72(13)o,這與文獻(xiàn)報道的脒基配體中NCN骨架的鍵角相當(dāng)。
本文設(shè)計合成了一種新型的側(cè)鏈含中性吡咯結(jié)構(gòu)單元的脒基配體,該化合物通過核磁、紅外和高分辨質(zhì)譜表征,X-射線單晶衍射確定了其結(jié)構(gòu)。該化合物在配位化學(xué)及金屬有機(jī)化學(xué)中用做輔助配體,合成高活性的金屬配合物。