含氮杂环化合物以及他们的同系物可以作为医药、染料、杀虫剂和许多其他的精细化工品的中间体而被广泛的应用。苯并咪唑是一类具有特殊生物活性而被关注的杂环化合物,它具有的生物活性被多篇文献报道,主要体现在：质子泵抑制剂(PPI),消炎药物,退热止痛药物,解痉挛药物,以及抗高血压药物。二茂铁及其衍生物因为他们特殊的生物活性在许多重要的领域都得到了应用,特别是在药物、生物学、染料添加剂和催化剂方面。他们展示的特殊的生物活性已经引起了广泛的注意并成为了研究的热点。金属配合物在功能材料方面展示出的潜在的应用吸引了广泛的关注,对它的研究逐步的深入。特别是在近几年,有机羧酸化合物在配合物结构构建时展示的多样性和美学性,生物活性和催化活性方面的应用使它成为了研究的热点。2位取代的苯并咪唑羧酸化合物和它的同系物容易与二价的金属配位形成多种的金属配合物,他们在结构上可以表现出了完美的拓扑结构,在功能材料方面也表现出巨大的应用前景。本课题研究的目标是设计合成系列新型苯并咪唑羧酸酯,并与二价金属形成配合物,研究这些新化合物所具有的生物活性和催化活性,以及作为功能材料的可能性。系统地研究了苯并咪唑的配位化学,并以苯并咪唑-2-乙酸酯和苯并咪唑-2-甲酸酯合成了新的配合物。本文的主要研究内容：1.合成了苯并咪唑-2-甲酸乙酯和苯并咪唑-2-乙酸乙酯二类主体化合物,并分别在1-位氮原子上引入乙酰基、苯甲酰基及二茂铁甲酰基,合成了6个未见文献报道的苯并咪唑N-酰基化的羧酸酯衍生物化合物：1-乙酰基苯并咪唑-2-甲酸乙酯、1-苯甲酰基苯并咪唑-2-甲酸乙酯、1-二茂铁甲酰基苯并咪唑-2-甲酸乙酯、1-乙酰基苯并咪唑-2-乙酸乙酯、1-苯甲酰基苯并咪唑-2-乙酸乙酯、1-二茂铁甲酰基苯并咪唑-2-乙酸乙酯,并通过IR、’HNMR、元素分析等手段对所合成的化合物进行了结构表征,同时对化合物的合成和反应条件进行了研究探讨。2.以苯并咪唑-2-甲酸乙酯和苯并咪唑-2-乙酸乙酯为配体分别与Co、Ni、Zn、Cd构筑了八种不同的配合物,研究了他们的配位能力、配位方式、成键规律及其配合物的结构特点,分析了不同合成方法对产物的影响,用各种分析方法对结构进行了表征。其中四种配合物培养出单晶并用X-射线衍射进行分析,研究他们配位结构和空间特点。用热重分析、固体发射荧光、元素分析、红外光谱对其性质进行研究。研究了苯并咪唑的配位化学、与金属之间的相互作用等。3.将合成的金属配合物应于羰基化催化反应中,尝试了钴配合物及非钴金属(镍、镉、锌)配合物对羰基化合成苯乙酸反应的催化活性。研究了苯并咪唑-2-甲酸乙酯钴配合物及苯并咪唑-2-乙酸乙酯钴配合物的羰基化催化反应活性,获得了较好的产率。采用正交试验优化实验工艺,以温度、碱浓度、时间、溶剂为条件获得了一条合理催化实验体系,并研究了相转移催化剂对催化反应结果的影响,分析了各实验条件在反应中所起的作用,为工业化生产提供了理论依据,并提出了催化剂回收的方法。研究了苯并嗯唑-2-乙酸乙酯钴金属配合物的羰基化催化反应活性,发现苯并噁唑-2-乙酸乙酯在羰基化催化合成苯乙酸的实验中也表现出了优异的催化活性。