不对称取代偶氮苯环钯配合物的合成与表征

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环钯配合物是具有Pd-C键的环金属化合物,通过金属和杂原子之间的配位键在分子内形成稳定的钯环。与许多其他有机钯化合物相比,环钯配合物对水分和空气稳定。由于偶氮苯类化合物存在独特的光异构化反应,在化合物中引入偶氮苯基团,可以得到具有光响应性的分子开关。含有烷基链修饰的偶氮苯衍生物可以强化偶氮苯分子顺式异构体的稳定性,将这类偶氮苯衍生物作为配体与钯配位,可以得到具有刚性中心和柔性链外部结构的配合物,该类配合物可以应用到有机金属液晶、不对称催化、发光材料等领域。将刺激响应性基团引入离子液体即可得到刺激响应性离子液体。其中光响应性刺激具有绿色环保、响应迅速、便于远程控制和精准可控等优点,极具优势。偶氮苯基团具有极高稳定性、可逆循环性以及环境灵敏性,是目前应用最广泛的光响应官能团之一,将偶氮苯衍生物与离子液体结合可以得到光响应性离子液体。以离子液体作为配体与过渡金属形成的配合物一般被狭义地称为离子型过渡金属配合物,这类配合物与室温离子液体具有类似的结构、强极性和离子性。离子型过渡金属配合物在配位化学、金属有机化学以及均相催化的研究领域中占有举足轻重的地位。本论文以过渡金属钯作为配位中心,以含有不同长度烷基链的偶氮苯衍生物以及偶氮基咪唑溴盐为配体合成了一系列不对称取代偶氮苯环钯配合物和一系列偶氮基咪唑溴盐环钯配合物,并对其进行了表征。本论文主要的工作内容如下:氯桥连双核偶氮环钯配合物的合成:我们首先合成了2’,6’-二乙基偶氮苯酚(L),以L为母体,合成了一系列偶氮苯类衍生物配体(4-OCnH2nBr)C6H3N=NC6H3-2,6-Et2(n=2,L1;n=4,L2;n=6,L3;n=8,L4;n=10,L5;n=12,L6)。L1-L6、L分别与Na2Pd Cl4在氮气保护下反应,得到了一系列氯桥连双核偶氮环钯配合物[Pd{C,N-κ~2-(Br C2H4O)C6H3N=NC6H3-2,6-Et2}(μ-Cl)]2(1)、[Pd{C,N-κ~2-(Br C4H8O)C6H3N=NC6H3-2,6-Et2}(μ-Cl)]2(2)、[Pd{C,N-κ~2-(Br C6H12O)C6H3N=NC6H3-2,6-Et2}(μ-Cl)]2(3)、[Pd{C,N-κ~2-(Br C8H16O)C6H3N=NC6H3-2,6-Et2}(μ-Cl)]2(4)、[Pd{C,N-κ~2-(Br C10H20O)C6H3N=NC6H3-2,6-Et2}(μ-Cl)]2(5)、[Pd{C,N-κ~2-(Br C12H24O)C6H3N=NC6H3-2,6-Et2}(μ-Cl)]2(6),其中L3与Na2Pd Cl4反应的产物中既存在氯桥连双核偶氮环钯配合物,又存在单核钯配合物7,配合物7中的Pd与配体上的N原子配位,而L与Na2Pd Cl4不反应。将得到的配合物进行了红外光谱、核磁共振氢谱表征,并挑选出合适的晶体,进行了X-射线单晶衍射表征,确定了配合物2、5的分子结构。偶氮基咪唑溴盐环钯配合物的合成:首先利用配体L1-L6分别与N-甲基咪唑在乙醇中以1:1 0的比例进行反应,合成了配体2,6-Et2-C6H3N=NC6H4O-CnH2n-N-MIMBr(n=2,L7;n=4,L8;n=6,L9;n=8,L10;n=10,L11;n=12,L12),并且通过分离提纯成功得到L7、L9、L10、L11、L12,由于配体L8包结的溶剂太多,所以未成功分离提纯,将得到的配体进行了红外光谱、核磁共振氢谱的表征,证实得到了这5种配体。将得到的配体与Na2Pd Cl4反应(二者比例为1.2:1),得到了一系列偶氮基咪唑溴盐环钯配合物[Pd{C,N-κ~2-(Br NMIM-C2H4O)C6H3N=NC6H3-2,6-Et2}(μ-Cl)]2(8)、[Pd{C,N-κ~2-(Br NMIM-C6H12O)C6H3N=NC6H3-2,6-Et2}(μ-Cl)]2(9)、[Pd{C,N-κ~2-(Br NMIM-C8H16O)C6H3N=NC6H3-2,6-Et2}(μ-Cl)]2(10)、[Pd{C,N-κ~2-(Br NMIM-C10H20O)C6H3N=NC6H3-2,6-Et2}(μ-Cl)]2(11)、[Pd{C,N-κ~2-(Br NMIM-C12H24O)C6H3N=NC6H3-2,6-Et2}(μ-Cl)]2(12),并且将得到的配合物进行了红外光谱、元素分析表征。
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