2-咪唑甲烷衍生物的合成【文献综述】.doc

文献综述 化学 2-咪唑甲烷衍生物的合成 金属一有机配位聚合物是一种新型的分子功能材料，大部分的金属有机化合物都是基于芳香、芳杂环而衍生出来的，杂环化合物是含有碳以外的杂原子的环状化合物。它凭借其独特的结构、可剪裁性、多样的拓扑结构和在氢气存储、离子交换、吸附、分子识别、催化以及光、电、磁、手性拆分等领域的巨大潜在应用受到了各界科学家们越来越多的关注。依据分子工程学原理，通过选择特定几何构型的中心金属离子和特殊的有机配体，可以在一定程度上实现新型功能材料的定向设计和合成。同时，还可以通过选择功能性的中心金属离子和具有功能官能团的有机配体赋予目标化合物以多功能的性质。配位聚合物是由有机配体和金属离子之间通过配位键形成的具有高度规整的无限网络结构的配合物。该体系具有稳定、刚性、较易预测和操控等特点。由于金属离子配位结构及有机配体结构丰富多彩，对这些新型体系结构和性能的研究不仅可以丰富合成化学的理论与实践研究，而且还将进一步拓展其在电子、光学、磁化学、催化以及生物模拟等诸多领域的广阔前景。 咪唑是含有两个氮原子的五元杂环，无色固体，熔点90℃，易溶于水。它的3位上的氮原子能与氢离子结合，故与强酸生成稳定的盐，它也有微弱的酸性。它的结构决定了它可以生成多种衍生物，也决定了咪唑类化合物具有诸如配位络合性，电子、质子的传递性等优良性能，更决定了这类化合物具有广泛的应用价值。咪唑类化合物具有质子授一受性能、共扼酸碱性能、络合配位性能，享有“生物催化剂”、“生物配体”之美誉。过渡金属与咪唑配体所形成的配合物以其多样的结构和广泛的用途愈来愈受到人们的重视，该类配合物在催化、生物活性及功能材料等领域都有广泛的应用前景。 咪唑作为许多酶的活性中心功能基，参与了重要的生物化学反应，对生命活动起着十分重要的作用。由于其结构的优越性、重要的生理活性、良好的反应活性以及其他优良特性，咪唑及其衍生物的应用十分广泛。因而，百余年来咪唑及其衍生物的合成、应用及配位聚合物的研究从未间断，至今仍十分活跃。咪唑及其衍生物的配位聚合物，具有独特的光学性质、 磁性、催化和生物活性，而且具备复合高分子的特点，在应用新材料、分子识别和超分子自组装等方面有广阔的应用前景。咪唑类化合物在分析化学、药物、农药、表面活性剂、功能高分子化学物和其他工业领域都有显著且优越的用途。关于咪唑及其咪唑衍生物的合成，经过化学家们数十年来的不懈努力探索，目前己经有许多形成咪唑环的实用方法。 联咪唑具有非常丰富的配位能力，它是多质子给予体，其多样的配位风格以及容易形成氢键的能力使其配合物得到了广泛的研究和应用。在生物体内它是具有生物活性的物质，是一个非常有趣、灵活多变的刚性配体。它能与过渡、内过渡和斓系金属离子鳌合形成稳定的配合物，而且配位方式不拘一格。与过渡金属不仅可以中性分子配位，而且还可以脱去氢离子以离子状态配位，它的配位形式有单齿配位、双齿配位和桥基配位。联咪唑配体本身在晶体中是反式的且含有许多氢键的一维网状结构，同时许多酶的活性中心配位是一个多氮配位环境，而这些氮原子大多来自组氨酸残基中的咪唑基团。因此，2,2’-联咪唑不但是一个重要的生物分子，在生物学上有非常广泛的用途，而且在配位化学上构筑新颖结构方面有着无限的前景。 与联咪唑相比，二咪唑甲烷有更大的优势，二咪唑甲烷将连接2,2’-联咪唑环的氢原子由亚甲基取代，使得咪唑环能够自由旋转，因此比联咪唑有更强、更丰富的配位能力，在空间的构型更加多样可变，由于亚甲基上的氢原子非常活泼，极易发生取代反应。以二咪唑甲烷为母体，进行迈克尔加成、亲核取代反应等衍生化，能够获得多种多样的配合物，在医学、生物学等上有广泛的用途。在二咪唑甲烷及其衍生物中，两个咪唑环通过一个单个的四面体碳原子连接，在生物体系中作为多组氨酸配体的基本模型被观察到，这种二咪唑配体能形成稳定的带有各种过渡金属的六元螯合环，铂离子配合[Pt(2-BIM(Me)OH)Cl2]已经被报道显示出显著的抗癌性。多组氨的咪唑官能团在Mn(II)，Cu(II)和 Zn(II)金属蛋白质中普遍存在。在这些酶中，肽链的三维结构有效地使2个或更远的咪唑环的二分之一同时紧密地与中心金属离子结合，这样，我们对在生物体中模仿多组氨酸配位的联咪唑配体产生了兴趣。 本课题的研究方向为二咪唑甲烷及其衍生物的合成，具体研究二咪唑甲烷与丙烯甲酯、丙烯乙酯、 丙烯酰胺与丙烯腈的衍生物的合成，反应过程大致相同，在二咪唑甲烷的DMF溶液中，加入少量的氢氧化钠，形成碱性的液体环境，加入配体的DMF溶液，反应数十小时，经过旋蒸、萃取、过滤、抽滤等步骤得到产物，计算产率，再用红外、核磁、质谱等表征手法确定产物的成份。 参考文献： ①.Suaad Abuskhunaa, Malachy McCa