1. 研究目的与意义
随着科学技术的迅速发展,化学在越来越多的领域起着重要作用,合成具有新颖结构和特异功能的配合物更加具有挑战性。由于Schiff碱在合成上具有很大的灵活性,与金属离子有很好的配位能力,同时Schiff碱类配合物具有很好的生物活性和催化性能,近年来一直是引人注目的研究对象。
水杨醛类Schiff碱是Schiff碱化合物家族中重要的一员,该类化合物分子的C=N双键和苯环上的酚羟基处于邻位,这一特有的分子结构使得该类Schiff碱不仅具有抗癌、抗肿瘤、抑菌等药理活性,还有良好的催化活性及发光性能。今年来,研究人员在半导体光催化剂和杂多酸类催化剂降解有机污染物方面做了较多的研究工作,然而Schiff碱配合物作为光催化剂在紫外光的作用下进行光催化降解的研究报道较少。该课题的研究结果可为环境污染的治理和新型光催化材料的研制提供重要的基础性研究数据,具有重要的基础理论研究意义和潜在的应用前景。
2. 国内外研究现状分析
金属和有机配体的配合物在当今科学研究中是非常活跃的,在一系列配合物中Schiff碱类配合物是很重要的,它的一系列重要性质和用途备受人们关注。Schiff碱是指含有亚胺基-RC=N-,通常是由伯胺与活泼羰基化合物所形成的一类化合物。对该配合物的研究始于1840年,C.Etling通过醋酸铜(Ⅱ)、水杨醛和氨水首次制得一种双水杨醛亚胺合铜(Ⅱ)的Schiff碱金属配合物。1869年,H.Schiff确定了双水杨醛亚胺合铜(Ⅱ)的结构,并确定了金属与Schiff碱的摩尔比为1:2,Schiff碱因此而得名。它们的制备方法简单,特点是能过灵活的选择反应物,改变取代基给予体原子本性及其位置,可开拓出许多从链状到环合、从单齿到多齿、从一维到多维、性能不同、结构多变的配体,而且它还容易与大部分金属离子形成配合物。可以用作稳定剂、絮凝剂、催化剂、分析试剂及生物活性剂等。它们能与过渡、非过渡、内过渡及锕系金属离子形成稳定的配合物,Schiff碱与金属离子或金属有机化合物形成配合物后,可以大大提高其生物活性,降低毒性,而且这些配合物在诸如立体化学、结构、磁性、光谱、动力学和反应机理、配体的反应、生物化学的模拟系统、分析化学、催化等学科领域均具有重要的科学意义。
3. 研究的基本内容与计划
羧酸类Schiff碱不仅能够以多种配位方式与过渡金属离子形成配位键,还可以与这些过渡金属离子形成多核金属离子的次级结构单元,从而得到各种各样的网络结构的配位聚合物,这些化合物往往具有吸附或催化性能,为新型功能材料的开发提供了丰富的物质基础。
本课题通过在水杨醛芳环上引入羧基,得到水杨醛衍生物邻氧乙酸苯甲醛,该化合物与乙醇胺缩合得到N-(邻氧乙酸)苯亚甲基-2-乙醇胺Schiff碱配体,用分布合成法合成N-(邻氧乙酸)苯亚甲基-2-乙醇胺合Cu配合物。通过元素分析、红外光谱、紫外光谱和X-射线单晶衍射等手段表征配合物的晶体结构,研究其催化活性。
4. 研究创新点
自从1892年Werner提出配位化学以来,配位化学在不断突破中得到快速发展,打破了传统无机和有机化合物的界限。当前配位化学的研究主要向三个方向发展:(1)向生物科学渗透,例如金属卟啉类配合物、金属酶等的研究,形成生物无机化学分支;(2)向材料科学渗透,如催化剂、手性合成等,研究配合物的光、电、磁性质和应用,形成分子基功能材料分支;(3)向超分子化学方向发展。如今配合物的概念和配位理论犹如一株大树的主干,许多无机化学的分支由其派生而出。因此,现在的配位化学已不是无机化学的一个分支或一个专题,而是已融合在无机化学之中,成为整个无机化学研究的重点。
