有机锡羟肟酸配合物的合成结构及性能研究.doc

湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划 项　 目　 申　 报　 表 项目名称: 有机锡羟肟酸配合物的合成、结构及性能研究 学校名称 衡阳师范学院 学生姓名 学 号 专 业 性 别 入 学 年 份 吴倩化学 女 2015年 陶靖化学 男 2014年 欧文娟化学 女 2015年 刘佳惠化学 女 2015年 罗美莲化学 女 2015年 指导教师 张复兴 职称 教授 项目所属 一级学科 有机化学 项目科类(理科/文科) 理科 学生曾经参与科研的情况 本实验组成员陶靖获衡阳师范学院第十七届大学生课外科技创新校二等奖，获2017年衡阳师范学院大学生课外科技创新校特等奖，参与2016年衡阳市大学生课外科技创新，2017年湖南省挑战杯比赛。 指导教师承担科研课题情况 项目研究和实验的目的、内容和要解决的主要问题 研究研究和实验的目的： 通过本项目的工作，设计合成新型的芳基锡羟肟酸配合，通过调控使其更具功能化，能更加凸现其潜在的催化、生物活性等优良性质，开发出性能优良、环境相容性好、用途广泛的新型有机锡新材料。同时，系统地研究芳基和配体对有机锡化合物反应性能和空间结构的影响，用量子化学方法进行构效关系及取代基效应的相互作用研究，揭示芳基和配体与反应性能和结构的构效关系，将有助于推进有机锡化学发展，不仅能丰富和拓展有机化学反应和结构化学理论，而且为新材料研究、尤其是为寻找具有生物活性有机锡化合物研究奠定基础。 研究内容： 采用现代先进的合成、分离提纯和分析测试技术，遵循绿色化学的原则对新型的有机锡化合物进行合成、分离提纯、分析测试，并进行量子化学研究和结构与反应性及抗癌活性的关系研究。 (1) 分子设计 主要完成三类物质的合成设计：①新型羟肟酸配体：以具有特色结构的羧酸衍生物与盐酸羟胺在碱催化作用下合成具有特色结构的羟肟酸(RCONHOH)。②新型芳基卤化锡或芳基氧化锡：以具有特色结构的芳卤甲烷 (在苯环有较大的取代基团或多个取代基的苄基卤氯、多苯代卤甲烷、萘氯卤烷等)和Sn为原料合成新型烃基卤化锡[RnSnX4-n(R =取代苄基、多取代苄基、二(三)苯甲基、萘甲基等；X=卤素；n= 1~4、)]和相应的氧化锡。③芳基锡羟肟酸配合物：羟肟酸配体与RnSnX4-n或相应的氧化锡形成芳基锡羟肟酸配合物或多锡核化合物。 (2) 合成方法 主要对合成方法进行研究，探索各类物质绿色环保、简单高效的合成方法。 ① 配体羟肟酸的合成：羟肟酸类化合物通常在碱催化作用下，由盐酸羟胺和羧酸衍生物反应，碱是影响肟产率的关键，通过实验研究，寻找高效、环保、经济的碱性催化剂，以提高配休的合成效益。 ②芳基卤化锡的合成：借鉴已报道的合成方法，探索以芳卤甲烷为原料,在绿色、廉价的溶剂（如水、正丁醇或甲苯等）中直接合成新型大位阻芳基卤化锡的方法，避免使用性质极为活泼的格氏试剂和无水四氯化锡，降低合成反应的难度和成本。 ③芳基锡羟肟酸配合物的合成：用微波催化合成法合成反应芳基锡羟肟酸配合物。由于烃基和配体的空间位阻都比较大，用常规的配合物的合成方法难以合成，微波催化可有效地激活反应物分子，使反应能顺利进行，对某些反应还可以采用微波催化溶剂热合成法进行合成。微波催化溶剂热合成法可以在较高的温度和压力下进行反应，有利于配合物的形成，而且操作简单，溶剂用量少，无溶剂挥发；而微波催化固相合成则不需要溶剂。这样就避免常规反应使用大量的有机溶剂，增加成本和带来环境污染等问题，符合低成本绿色化的要求。 (3) 表征 对合成的新化合物通过元素分析、红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱和质谱进行表征。并进行电化学性能测试。 (4) 晶体结构分析及量子化学研究 对合成的新化合物进行单晶的培养，用X-射线单晶衍射法测定晶体分子结构，获取结构信息，进行结构分析。对晶体进行量子化学研究，探讨所合成的化合物的构效关系及取代基效应的相互作用，揭示取代基团和配体与反应性能和结构的构效关系。在此基础上推测结构与反应性能的关系。 (5) 生物活性筛选 研究配合物的杀虫、杀菌、除草、抗植物病毒活性，采用四氮唑盐还原法进行体外抗肿瘤生物活性筛选试验，测定化合物对癌细胞的抑制能力，阐明结构与生物活性的关系。 拟解决的主要问题： 1）羟肟酸易水解，在合成时及在羟肟酸作为配体合成配合物的过程中，要避免其水解反应的发生。同时大多数羟肟酸类化合物易异构化为异羟肟酸，产物有E, Z 异构体，如何实现较好的立体选择合成是要解决的主要问题之一。 2) 羟肟酸有机锡配合物的合成条件（无水、无氧），微波合成反应的条件（温度、压力、溶剂等）的选择