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系列多胺相关配合物的结构、量子化学计算和抑菌性能研究

2020-11-23阅读(746)

系列多胺相关配合物的结构、量子化学计算和抑菌性能研究

论文摘要

本论文的工作围绕着系列多胺合成及其相关配合物研究进行。合成了系列脂肪族多胺穴合物、混配合物；采用元素分析、红外光谱、电喷雾质谱、摩尔电导测定等分析手段对产物进行了谱学表征；通过X-射线衍射解析了14种化合物的单晶结构，其中9种晶体结构为首次发现。论文的主要内容如下：对不等臂脂肪族多胺2-氨基乙基-二（3-氨基丙基）胺的合成采用了新的合成路线，即通过氨基乙腈与丙烯腈的亲核加成反应合成二（2-氰基乙基）氨基乙腈，再通过催化加氢反应合成目标产物。对含柔性功能臂2-[二（3-氨基丙基）氨基]乙醇的合成采用了新的合成路线，即通过乙醇胺与丙烯腈的亲核加成反应合成二（2-氰基乙基）氨基乙醇，再通过催化加氢反应合成目标产物。通过模板反应以-三（2-氨基乙基）胺及乙二醛为原料合成了三种单核穴合物[ML]（ClO4）2（M=Cd、Ni、Mn），采用元素分析、红外光谱、电喷雾质谱、摩尔电导测定等分析手段对产物进行了结构表征：解析了穴合物[CdL]（ClO4）2的单晶结构。该穴合物Cd周围有六个配位氮原子，构成了八面体的配位构型；并通过量子化学计算，结果显示，席夫碱形成的空腔有利于金属离子的进驻；以上穴合物对受试微生物，尤其是沙门氏菌，都表现出了较强的毒性抑制作用。通过模板反应以系列脂肪族多胺Ln和1，10-邻菲啰啉、2，2-联吡啶为原料合成了单核Ni2+、Cu2+混配物。系列多胺（Ln（n=1-7）分别代表三（2-氨基乙基）胺（tren）、2-氨基乙基-二（3-氨基丙基）胺（adap）、三（3-氨基丙基）胺（trpn）、2-[二（2-氨基乙基）氨基]乙醇（biee）、2-[二（3-氨基丙基）氨基]乙醇（bipe）、二（2-氨基乙基）胺（bien）、二（3-氨基丙基）胺（dipn））。采用元素分析、红外光谱、电喷雾质谱、摩尔电导测定等分析手段对产物进行了结构表征：解析了四种混配合物[Ni（phen）（tren）]（ClO4）2、[Ni（phen）（adap）]（ClO4）2、[Ni（phen）（dipn）（H2O）]（ClO4）2、[Cu（bipy）（bien）]（ClO4）2的单晶结构。量化计算结果显示，中心离子占据较大LUMO份额，具备进一步接受电子的能力，而配体邻菲啰啉占据较大HOMO份额，具备提供电子的能力；对系列混配物的抑菌性实验表明，系列混配合物对受试微生物，尤其是沙门氏菌，都表现出了较强的毒性抑制作用；测定了混配物合成过程形成副产物的晶体结构。在脂肪族多胺存在下，以香兰素（C8H8O3）与金属Zn2+、Pb2+制备了水合多氧配位环境的两种配合物Zn（C8H7O3）2（H2O）2、[Pb2（C8H7O3）2（H2O）2]（ClO4）2，进行了谱学表征、晶体结构解析和抑菌活性测定；配合物Zn（C8H7O3）2（H2O）2晶体属单斜晶系，Zn（Ⅱ）由O6形成了变形的八面体配位构型。配合物[Pb2（C8H7O3）2（H2O）2]（ClO4）2晶体属三斜晶系，两个铅离子具有相同的O5配位环境，形成了不规则的多面体构型，通过彼此连接形成了一维链状化合物；配合物对四种对受试微生物都表现了较强的抑菌性能。在高氯酸钡存在情况下，以邻菲啰啉和三（2-氨基乙基）胺（tren）合成一种多胺盐和邻菲啰啉复合物。复合物（tren-H3）（ClO4）3·Phen4晶体属单斜晶系，空间群P2（1）／c，晶胞参数a=19.794（6）（?），b=15.085（4）（?），c=19.069（6）（?），β=1105.393（6）°

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 脂肪族多胺
  • 1.2 大环配合物
  • 1.2.1 大环配合物的研究进展
  • 1.2.2 大环配体及配合物的合成
  • 1.3 混配化合物
  • 1.4 重金属污染、毒性机理及临床表现
  • 1.4.1 重金属污染产生的根源
  • 1.4.2 重金属的毒性机理
  • 1.4.3 重金属中毒的临床表现
  • 1.5 量子化学计算
  • 1.5.1 量子化学计算方法简介
  • 1.5.2 半经验的量子化学计算方法
  • 1.5.3 ab initio自洽场分子轨道的Hartree-Fock从头计算方法
  • 1.5.4 密度泛函理论（Density Functional Theory）
  • 1.6 金属配合物的抑菌性能研究现状
  • 1.7 本论文的研究目的和主要工作
  • 1.7.1 本论文的研究目的
  • 1.7.2 本论文的主要工作
  • 2 多胺的合成与表征
  • 2.1 引言
  • 2.2 2-氨基乙基-二（3-氨基丙基）胺的合成
  • 2.2.1 二（2-氰基乙基）氨基乙腈的合成及结构表征
  • 2.2.1.1 二（2-氰基乙基）氨基乙腈的合成
  • 2.2.1.2 元素分析
  • 2.2.1.3 红外光谱
  • 2.2.1.4 核磁共振氢谱
  • 2.2.1.5 电喷雾质谱
  • 2.2.1.6 差热-热重分析
  • 2.2.2 2-氨基乙基-二（3-氨基丙基）胺的合成及结构表征
  • 2.2.2.1 2-氨基乙基-二（3-氨基丙基）胺的合成
  • 2.2.2.2 红外光谱
  • 2.2.2.3 核磁共振氢谱
  • 2.2.2.4 核磁共振碳谱
  • 2.2.2.5 电喷雾质谱
  • 2.3 2-[二（3-氨基丙基）氨基]乙醇的合成
  • 2.3.1 2-[二（2-氰基乙基）氨基]乙醇的合成
  • 2.3.1.1 反应机理成及合成
  • 2.3.1.2 红外图谱分析
  • 2.3.2 2-[二（3-氨基丙基）氨基]乙醇的合成
  • 2.3.3 ES-MS质谱分析
  • 2.4 本章结论
  • 3 单核穴合物的结构、量子化学计算及抑菌性研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 穴合物的合成及谱学表征
  • 4）2（M=Cd、Ni、Mn）的合成'>3.2.1 穴合物[ME]（ClO4）2（M=Cd、Ni、Mn）的合成
  • 3.2.2 元素分析
  • 3.2.3 摩尔电导
  • 3.2.4 红外光谱
  • 3.2.5 电喷雾质谱
  • 4）2的电喷雾质谱'>3.2.5.1 穴合物[CdL]（ClO4）2的电喷雾质谱
  • 4）2的电喷雾质谱'>3.2.5.2 穴合物[NiL]（ClO4）2的电喷雾质谱
  • 4）2的电喷雾质谱'>3.2.5.3 穴合物[MnL]（ClO4）2的电喷雾质谱
  • 3.3 Cd（Ⅱ）穴合物的合成及晶体结构
  • 3.3.1 晶体结构测定
  • 3.3.2 晶体结构描述
  • 3.4 穴合物的量子化学计算
  • 3.4.1 三（2-氨基乙基）胺[2+3]缩乙二醛席夫碱的量子化学计算
  • 4）2的量子化学计算'>3.4.2 穴合物[CdL]（ClO4）2的量子化学计算
  • 3.5 穴合物的抑菌性能研究
  • 3.5.1 试验材料
  • 3.5.2 试验方法
  • 3.5.3 试验结果
  • 3.6 本章结论
  • 4 邻菲啰啉多胺混配物的结构、量子化学计算及抑菌性能研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 邻菲啰啉多胺混配物的合成和表征
  • n）（ClO4）2的合成'>4.2.1 混配化合物Ni（phen）（Ln）（ClO4）2的合成
  • n）]（ClO4）2元素分析'>4.2.2 混配化合物[Ni（phen）（Ln）]（ClO4）2元素分析
  • n）]（ClO4）2摩尔电导'>4.2.3 混配化合物[Ni（phen）（Ln）]（ClO4）2摩尔电导
  • n）]（ClO4）2红外光谱'>4.2.4 混配化合物[Ni（phen）（Ln）]（ClO4）2红外光谱
  • n）]（ClO4）2电喷雾质谱'>4.2.5 混配化合物[Ni（phen）（Ln）]（ClO4）2电喷雾质谱
  • 4）2电喷雾质谱'>4.2.5.1 混配化合物[Ni（phen）（tren）]（ClO4）2电喷雾质谱
  • 4）2电喷雾质谱'>4.2.5.2 混配化合物[Ni（phen）（adap）]（ClO4）2电喷雾质谱
  • 4.3 邻菲啰啉多胺混配化合物的晶体结构
  • 4）2的晶体结构'>4.3.1 混配化合物[Ni（phen）（tren）]（ClO4）2的晶体结构
  • 4.3.1.1 晶体结构的测定
  • 4.3.1.2 晶体结构的描述
  • 4）2的晶体结构'>4.3.2 混配化合物[Ni（phen）（adap）]（ClO4）2的晶体结构
  • 4.3.2.1 晶体结构的测定
  • 4.3.2.2 晶体结构的描述
  • 2O）]（ClO4）2的晶体结构'>4.3.3 混配化合物[Ni（phen）（bipn）（H2O）]（ClO4）2的晶体结构
  • 4.3.3.1 晶体结构的测定
  • 4.3.3.2 晶体结构的描述
  • 4.4 系列多胺混配化合物的量化研究
  • 4）2量化计算'>4.4.1 混配化合物[Ni（phen）（tren）]（ClO4）2量化计算
  • 4）2量化计算'>4.4.2 混配化合物[Ni（phen）（adap）]（ClO4）2量化计算
  • 4）2量化计算'>4.4.3 混配化合物[Ni（phen）（trpn）]（ClO4）2量化计算
  • 4）2量化计算'>4.4.4 混配化合物[Ni（phen）（biee）]（ClO4）2量化计算
  • 4）2量化计算'>4.4.5 混配化合物[Ni（phen）（bipe）]（ClO4）2量化计算
  • 2O）]（ClO4）2量化计算'>4.4.6 混配化合物[Ni（phen）（bien）（H2O）]（ClO4）2量化计算
  • 2O）]（ClO4）2量化计算'>4.4.7 混配化合物[Ni（phen）（bipn）（H2O）]（ClO4）2量化计算
  • 4.4.8 混配化合物量化计算分析
  • 4.5 邻菲啰啉多胺混配化合物的抑菌性能研究
  • 4.6 邻菲啰啉多胺混配化合物合成副产物的结构测定
  • 3]（ClO4）2的晶体结构'>4.6.1 配合物[M（phen）3]（ClO4）2的晶体结构
  • 3]（ClO4）2的晶体结构'>4.6.1.1 [Cu（phen）3]（ClO4）2的晶体结构
  • 3]（ClO4）2的晶体结构'>4.6.1.2 [Zn（phen）3]（ClO4）2的晶体结构
  • 3]（ClO4）2的晶体结构'>4.6.1.3 [Ni（phen）3]（ClO4）2的晶体结构
  • 3]（ClO4）2结构讨论'>4.6.1.4 配合物[M（phen）3]（ClO4）2结构讨论
  • 2]ClO4的晶体结构'>4.6.2 [Cu（phen）2]ClO4的晶体结构
  • 4.6.2.1 配合物的合成
  • 4.6.2.2 晶体结构测定
  • 4.6.2.3 晶体结构描述
  • 4.7 本章结论
  • 5 2,2-联吡啶多胺混配物的合成、量子化学计算及抑菌性能研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 2,2-联毗啶多胺混配物的合成和表征
  • n）]（ClO4）2的合成'>5.2.1 混配化合物[M（bipy）（Ln）]（ClO4）2的合成
  • n）]（ClO4）2元素分析'>5.2.2 混配化合物[M（bipy）（Ln）]（ClO4）2元素分析
  • n）]（ClO4）2摩尔电导'>5.2.3 混配化合物[M（bipy）（Ln）]（ClO4）2摩尔电导
  • n）]（ClO4）2红外光谱'>5.2.4 混配化合物[M（bipy）（Ln）]（ClO4）2红外光谱
  • 4）2的晶体结构'>5.3 混配化合物[Cu（bipy）（bien）]（ClO4）2的晶体结构
  • 5.3.1 晶体结构的测定
  • 5.3.2 晶体结构的描述
  • 5.4 2,2-联吡啶系列多胺混配化合物的量化研究
  • 4）2量化计算'>5.4.1 混配化合物[Ni（bipy）（tren）]（ClO4）2量化计算
  • 4）2量化计算'>5.4.2 混配化合物[Ni（bipy）（adap）]（ClO4）2量化计算
  • 4）2量化计算'>5.4.3 混配化合物[Ni（bipy）（trpn）]（ClO4）2量化计算
  • 4）2量化计算'>5.4.4 混配化合物[Ni（bipy）（biee）]（ClO4）2量化计算
  • 4）2量化计算'>5.4.5 混配化合物[Ni（bipy）（bipe）]（ClO4）2量化计算
  • 2O）]（ClO4）2量化计算'>5.4.6 混配化合物[Ni（bipy）（bien）（H2O）]（ClO4）2量化计算
  • 2O）]（ClO4）2量化计算'>5.4.7 混配化合物[Ni（bipy）（bipn）（H2O）]（ClO4）2量化计算
  • 5.4.8 混配化合物量化计算分析
  • 5.5 联吡啶系列多胺混配化合物的抑菌性能研究
  • 5.6 联吡啶多胺混配化合物合成副产物的结构测定
  • 3]（ClO4）2的晶体结构'>5.6.1 [Ni（bipy）3]（ClO4）2的晶体结构
  • 5.6.1.1 晶体结构的测定
  • 5.6.1.2 晶体结构描述
  • 2（bipy）2（HO）2]（ClO4）2的晶体结构'>5.6.2 [Cu2（bipy）2（HO）2]（ClO4）2的晶体结构
  • 5.6.2.1 晶体结构的测定
  • 5.6.2.2 晶体结构描述
  • 5.7 本章结论
  • 6 水合（3-甲氧基-4-羟基苯甲醛）金属配合物的结构和抑菌性能研究
  • 6.1 引言
  • 6.2 双水合（3-甲氧基-4-羟基苯甲醛）锌配合物的合成、表征和晶体结构
  • 6.2.1 双水合（3-甲氧基-4-羟基苯甲醛）锌配合物的合成
  • 6.2.2 双水合（3-甲氧基-4-羟基苯甲醛）锌配合物的表征
  • 6.2.2.1 元素分析
  • 6.2.2.2 红外光谱
  • 6.2.3 双水合（3-甲氧基-4-羟基苯甲醛）锌配合物的晶体结构
  • 6.2.3.1 晶体结构的测定
  • 6.2.3.2 晶体结构描述
  • 6.3 水合（3-甲氧基-4-羟基苯甲醛）铅配合物的合成、表征和晶体结构
  • 6.3.1 水合（3-甲氧基-4-羟基苯甲醛）铅配合物的合成
  • 6.3.2 水合（3-甲氧基-4-羟基苯甲醛）铅配合物的表征
  • 6.3.2.1 元素分析
  • 6.3.2.2 红外光谱
  • 6.3.2.3 电喷雾质谱
  • 6.3.3 水合（3-甲氧基-4-羟基苯甲醛）铅配合物的晶体结构
  • 6.3.3.1 晶体结构的测定
  • 6.3.3.2 晶体结构描述
  • 6.4 水合（3-甲氧基-4-羟基苯甲醛）金属配合物抑菌性能研究
  • 6.5 本章结论
  • 7 邻菲啰啉与多胺盐复合物的合成和晶体结构
  • 7.1 引言
  • 7.2 三（2-氨基乙基）胺与盐邻菲啰啉复合物的合成
  • 7.3 三（2-氨基乙基）胺盐与邻菲啰啉复合物的晶体结构
  • 7.3.1 晶体结构的测定
  • 7.3.2 晶体结构的描述
  • 7.4 本章结论
  • 全文结论
  • 参考文献
  • 博士期间已发表和待发表的论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

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