环状N-杂环卡宾金属配合物的合成和荧光性能研究

论文摘要

在1991年Arduengo第一次分离得到了稳定的游离N-杂环卡宾（NHC）以后，N-杂环卡宾金属配合物的研究在近十几年来得到了迅速的发展。周期表中几乎所有金属的N-杂环卡宾配合物都有报道。研究发现这类配合物的催化性能在许多方面优于膦配体的金属配合物，而且这类配合物对热，水和空气有良好的稳定性，这也是膦配体金属体配合物无法比拟的。因此，这一领域成为了近年来有机化学的研究热点之一。但这一领域在分子识别和荧光开关方面的研究还很少，有待进一步挖掘。为了将N-杂环卡宾金属配合物设计成荧光分子开关体系，以便对它们的分子识别性能进行研究，我们在配体中引入了蒽基，苯并咪唑基或苄基等，本文共合成了1，8-二[1-乙基-3-苯并咪唑]乙二醇二乙醚碘化物等以下二十九个配体。我们用合成的这些配体与金属化合物进行反应，得到了以下一些双卡宾金属配合物的晶体结构，如N-杂环卡宾银配合，N-杂环卡宾汞配合物和N-杂环卡宾铜配合物等，并对这些有晶体结构配合物的结构和荧光性能进行了研究。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 文章综述
• 1.1 前 言
• 1.2 N-杂环卡宾的研究进展
• 1.2.1 稳定的N-氮杂环卡宾的合成
• 1.2.1.1 N-杂环卡宾的结构和稳定性
• 1.2.1.2 稳定N-杂环卡宾的合成
• 1.3 卡宾的电子结构和稳定性
• 1.3.1 基态卡宾自旋多重性
• 1.3.2 电子效应
• 1.3.3 立体效应
• 1.3.4 N-杂环卡宾的电子结构和稳定性
• 1.4 N-杂环卡宾的反应性能
• 1.4.1 N-杂环卡宾与路易斯酸生成的加合物
• 1.4.1.1 N-杂环卡宾的质子化
• 1.4.1.2 N-杂环卡宾与硼族元素生成的加合物
• 1.4.1.3 N-杂环卡宾与碳族元素生成的加合物
• 1.4.1.4 N-杂环卡宾与氮族元素生成的加合物
• 1.4.1.5 N-杂环卡宾与氧族元素生成的加合物
• 1.4.1.6 N-杂环卡宾与卤族元素生成的加合物
• 1.4.2 N-杂环卡宾与路易斯碱生成的加合物
• 1.4.3 N-杂环卡宾的1,2迁移
• 1.4.4 N-杂环卡宾的二聚反应
• 1.4.5 与重键的加成反应
• 1.4.5.1 与碳碳双键加成
• 1.4.5.2 与羰基加成
• 1.4.5.3 与联二烯加成
• 1.4.6 插入反应
• 1.4.7 卡宾-金属配位键的属性
• 1.5 N-杂环卡宾金属配合物的合成
• 1.5.1 N-杂环卡宾的碱金属和碱土金属配合物
• 1.5.2 N-杂环卡宾与过渡金属生成的配合物
• 1.5.3 N-杂环卡宾与11族金属生成的配合物
• 1.5.4 N-杂环卡宾与12族金属生成的配合物
• 1.5.5 N-杂环卡宾与稀土金属生成的配合物
• 1.5.6 几种重要的金属N-杂环卡宾配合物
• 1.6 N-杂环卡宾金属配合物的催化性能
• 1.6.1 催化烯烃的复分解反应
• 1.6.2 催化偶联反应
• 1.6.3 催化烯烃的氢硅化反应
• 1.6.4 催化烯烃的氢化及氢甲酰化反应
• 1.6.5 催化烯烃的环丙化反应
• 1.6.6 催化炔烃的聚合反应
• 1.6.7 催化呋喃的合成反应
• 1.6.8 催化乙烯单体的原子转移自由基聚合（ATRP）反应
• 第二章 选题意义及设计思路
• 2.1 选题意义
• 2.2 设计思路
• 2.2.1 通过醚链,烷基链,均四甲苯桥联的双苯并咪唑（咪唑）配体合成路线的设计
• 2.2.1.1 用苯并咪唑和二碘代醚为原料合成双苯并咪唑盐
• 2.2.1.2 用苯并咪唑（咪唑）和二碘代烷为原料合成双苯并咪唑（咪唑）盐
• 2.2.1.3 用苯并咪唑（咪唑）和对苯二酚为原料合成双苯并咪唑（咪唑）盐
• 2.2.1.4 用苯并咪唑（咪唑）和2,3,5,6-四甲基-1,4-二溴甲基苯为原料合成双苯并咪唑（咪唑）盐
• 2.2.2 环状N-杂环卡宾金属配合物合成路线的设计
• 2.2.2.1 用1,8-二[1-烷基-3-苯并咪唑]乙二醇二乙醚化合物和金属盐反应生成环状双卡宾金属配合物
• 2.2.2.2 用1,6-二[1-烷基-3-苯并咪唑]正己烷化合物和金属盐反应生成环状双卡宾金属配合物
• 2.2.2.3 1,4-二[1-烷基-3-苯并咪唑（咪唑）甲基]-2,3,5,6-四甲基苯化合物和金属盐反应生成环状双卡宾金属配合物
• 2.2.2.4 1,4-二[1-烷基-3-苯并咪唑烷基]-苯二醚化合物和金属盐反应生成环状双卡宾金属配合物
• 第三章 结果和讨论
• 3.1 配体的合成和晶体结构
• 3.1.1 1,8-二[1-烷基-3-苯并咪唑]乙二醇二乙醚化合物的合成和晶体结
• 3.1.2 1,6-二[1-烷基-3-苯并咪唑]正己烷化合物的合成
• 3.1.3 1,6-二[1-烷基-3-咪唑]正己烷化合物的合成
• 3.1.4 1,4-二[1-烷基-3-咪唑甲基]-2,3,5,6-四甲基苯化合物的合成和晶体结构
• 3.1.5 1,4-二[1-烷基-3-苯并咪唑甲基]-2,3,5,6-四甲基苯化合物的合成
• 3.1.6 1,4-二[1-烷基-3-咪唑乙基]苯二醚化合物的合成
• 3.1.7 1,4-二[1-烷基-3-苯并咪唑乙基]苯二醚化合物的合成
• 3.2 环状N-杂环双卡宾配合物的合成,晶体结构和分子识别性能
• 3.2.1 通过醚链桥联的双苯并咪唑盐金属配合物的合成,晶体结构和分子识别性能
• 3.2.1.1 环状N-杂环双卡宾银配合物的合成和晶体结构
• 3.2.1.2 环状N-杂环双卡宾汞配合物的合成和晶体结构
• 3.2.1.3 配合物99,101和102的分子识别性能
• 3.2.2 通过四甲基苯桥联的双苯并咪唑（或咪唑）盐金属配合物的合成,晶体结构和分子识别性能
• 3.2.2.1 环状N-杂环双卡宾银配合物的合成和晶体结构
• 3.2.2.2 环状N-杂环双卡宾汞配合物的合成和晶体结构
• 3.2.2.3 环状N-杂环双卡宾铜配合物的合成和晶体结构
• 3.2.2.4 金属配合物103,104和106的分子识别性能
• 第四章 实验部分
• 仪器
• 溶剂
• 4.1 配体的合成
• 4.1.1 1,8-二[1-仲丁基-3-苯并咪唑]乙二醇二乙醚化合物
• 4.1.2 1,8-二[1-乙基-3-苯并咪唑]乙二醇二乙醚化合物
• 4.1.3 1,6-二[1-烷基-3-苯并咪唑]正己烷化合物
• 4.1.4 1,6-二[1-烷基-3-咪唑]正己烷化合物
• 4.1.5 1,4-二[1-烷基-3-咪唑甲基]-2,3,5,6-四甲基苯化合物
• 4.1.6 1,4-二[1-烷基-3-苯并咪唑甲基]-2,3,5,6-四甲基苯化合物
• 4.1.7 1,4-二[1-烷基-3-咪唑乙基]苯二醚化合物
• 4.1.8 1,4-二[1-烷基-3-苯并咪唑乙基]苯二醚化合物
• 4.2 N-杂环卡宾金属配合物的合成
• 4.2.1 配合物99的合成
• 4.2.2 配合物100的合成
• 4.2.3 配合物101的合成
• 4.2.4 配合物102的合成
• 4.2.5 配合物103的合成
• 4.2.6 配合物104的合成
• 4.2.7 配合物105的合成
• 4.2.8 配合物106的合成
• 4.2.9 配合物107的合成
• 第五章 总结
• 参考文献
• 硕士期间发表和正在印刷中的文章
• 致谢