酰腙类Schiff碱汞(Ⅱ)配合物的合成及晶体结构

黄超 张文龙 陈冬梅 张奇龙 朱必学

引用本文: 黄超, 张文龙, 陈冬梅, 张奇龙, 朱必学. 酰腙类Schiff碱汞(Ⅱ)配合物的合成及晶体结构[J]. 无机化学学报, 2016, 32(9): 1579-1584. doi: 10.11862/CJIC.2016.202 shu
Citation:  HUANG Chao, ZHANG Wen-Long, CHEN Dong-Mei, ZHANG Qi-Long, ZHU Bi-Xue. Syntheses and Crystal Structures of Hg(Ⅱ) Complexes with Hydrazone Schiff Base[J]. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2016, 32(9): 1579-1584. doi: 10.11862/CJIC.2016.202 shu

酰腙类Schiff碱汞(Ⅱ)配合物的合成及晶体结构

    通讯作者: 朱必学, E-mail:bxzhu@gzu.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金 21061003

    教育部“春晖计划”项目 Z2012054

摘要: 合成了Schiff碱配体3-乙酰吡啶缩邻氨基苯甲酰腙(L1)及4-乙酰吡啶缩邻氨基苯甲酰腙(L2),并分别与HgCl2进行了配位反应,得到2个配位聚合物{[Hg(L1)Cl2]·CH3OH}n (1)和[Hg(L2)Cl2]n (2),采用1H NMR、FTIR和元素分析等手段对化合物进行了表征,并对配合物的热稳定性进行了考察。通过X射线单晶体衍射技术测定了2个配合物的单晶结构,结构解析表明,配合物1属于三斜晶系,P1空间群,配合物2属于单斜晶系,P21/n空间群。

English

  • Schiff碱化合物是一类重要的有机配体,易与过渡金属进行有效的配位作用,Schiff碱配合物在催化、生物模拟及医药等领域中具有重要应用价值[1-3]。在与Schiff碱进行配位作用的过渡金属离子中,汞(Ⅱ)离子具有d10电子组态,具有不同的配位数,其与有机配体作用过程中能采用不同的配位模式,便于实现结构新颖的超分子组装体构筑,使得汞(Ⅱ)的超分子化学一直是有趣的研究领域[4-8]。同时,汞是一种剧毒并对环境有害的元素,合理设计有机配体分子与汞进行有效的选择性键合作用,达到混合体系中汞的有效提取与分离一直是富有挑战性的研究课题[9-10]。据此,本文设计合成了2个含有N、O配位原子的酰腙类Schiff碱有机配体[11-15],并分别与氯化汞(HgCl2)进行配位作用,得到2个汞(Ⅱ)的配位聚合物,在对配合物的晶体结构解析的基础上,进一步考察了它们的热稳定性。

    1   实验部分

    1.1   试剂

    邻氨基苯甲酸甲酯,水合肼(80%,w/w),3-乙酰吡啶,4-乙酰吡啶,HgCl2,以及其它所用试剂均为分析纯。

    1.2   测试仪器

    JEOL ECX 400 MHz核磁共振仪(TMS,DMSO-d6);Ry-2型熔点仪(温度计未校正);Bio-Rad型傅立叶红外光谱仪(4 000~400 cm-1);Vario EL Ⅱ型元素分析仪(德国);晶体结构测定采用Bruker Smart Apex CCD单晶衍射仪。

    1.3   配体与配合物合成

    配体及配合物的合成路线:

    1. [1]

      Seth P, Ghosh S, Figuerola A, et al. Dalton Trans., 2014, 43: 990-998 doi: 10.1039/C3DT52012A

    2. [2]

      Tayyebi Sabet Khomami N, Heshmatpour F, Neumüller B. Inorg. Chem. Commun., 2014, 41:14-18 doi: 10.1016/j.inoche.2013.12.011

    3. [3]

      Kalita M, Gogoi P, Barman P. Polyhedron, 2014, 74:93-98 doi: 10.1016/j.poly.2014.02.043

    4. [4]

      Pitt M A, Johnson D W. Chem. Soc. Rev., 2007, 36:1441-1453 doi: 10.1039/b610405n

    5. [5]

      Guzmán-Percástegui E, Zakharov L N, Alvarado-Rodríguez J G, et al. Cryst. Growth Des., 2014, 14:2087-2091 doi: 10.1021/cg401894h

    6. [6]

      Beheshti A, Lalegani A, Behvandi F, et al. J. Mol. Struct., 2015, 1082:143-150 doi: 10.1016/j.molstruc.2014.11.008

    7. [7]

      Jones C D, Tan J C, Lloyd G O. Chem. Commun., 2012, 48: 2110-2112 doi: 10.1039/c2cc16691g

    8. [8]

      Baul T S B, Kundu S, Mitra S, et al. Dalton Trans., 2013, 42: 1905-1920 doi: 10.1039/C2DT32283H

    9. [9]

      Khavasi H R, Tahrani A A. CrystEngComm, 2013, 15:5799-5812 doi: 10.1039/c3ce40433a

    10. [10]

      Khavasi H R, Sadegh B M M. Dalton Trans., 2015, 44:5488-5502 doi: 10.1039/C4DT03518F

    11. [11]

      Chang H Q, Jia L, Xu J, et al. Inorg. Chem. Commun., 2015, 57:8-10 doi: 10.1016/j.inoche.2015.04.010

    12. [12]

      Wang J L, Zhao Y Q, Yang B S. Inorg. Chim. Acta, 2014, 409:484-496 doi: 10.1016/j.ica.2013.09.001

    13. [13]

      李晓静, 吴伟娜, 徐周庆, 等.无机化学学报, 2015, 31(11):2265-2271 http://www.wjhxxb.cn/wjhxxbcn/ch/reader/view_abstract.aspx?flag=1&file_no=20151123&journal_id=wjhxxbcnLI Xiao-Jing, WU Wei-Na, XU Zhou-Qing, et al. Chinese J. Inorg. Chem., 2015, 31(11):2265-2271 http://www.wjhxxb.cn/wjhxxbcn/ch/reader/view_abstract.aspx?flag=1&file_no=20151123&journal_id=wjhxxbcn

    14. [14]

      Radunsky C, Kösters J, Müller J. Inorg. Chim. Acta, 2015, 428:14-20 doi: 10.1016/j.ica.2015.01.012

    15. [15]

      韩学锋, 蔡红新, 贾磊, 等.无机化学学报, 2015, 31(7):1453-1459 http://www.wjhxxb.cn/wjhxxbcn/ch/reader/view_abstract.aspx?flag=1&file_no=20150727&journal_id=wjhxxbcnHAN Xue-Feng, CAI Hong Xin, JIA Lei, et al. Chinese J. Inorg. Chem., 2015, 31(7):1453-1459 http://www.wjhxxb.cn/wjhxxbcn/ch/reader/view_abstract.aspx?flag=1&file_no=20150727&journal_id=wjhxxbcn

    16. [16]

      黄超, 吴娟, 陈冬梅, 等.无机化学学报, 2015, 31(1):109-113 http://www.wjhxxb.cn/wjhxxbcn/ch/reader/view_abstract.aspx?flag=1&file_no=20150116&journal_id=wjhxxbcnHUANG Chao, WU Juan, CHEN Dong-Mei, et al. Chinese J. Inorg. Chem., 2015, 31(1):109-113 http://www.wjhxxb.cn/wjhxxbcn/ch/reader/view_abstract.aspx?flag=1&file_no=20150116&journal_id=wjhxxbcn

    17. [17]

      Sheldrick G M. SHELXL-97, Program for X-ray Crystal Structure Solution and Refinement, University of Göttingen, Germany, 1997.

  • 图 1  (a)配合物1的不对称单元结构; (b)梯状链之间通过ππ堆积作用形成准2D层结构; (c)沿晶体b轴方向观察的准3D结构

    Figure 1  (a) ORTEP view of the asymmetric unit of the complex 1 (probability of ellipsoid is 30%); (b) Layered structure of 1; (c) Part of the quasi 3D structure viewed down the crystallographic b axis

    Hydrogen atoms are not shown, and the hydrogen bonds or ππ interactions are shown as dashed lines; Symmetry codes: a1-x, -y, 2-z in (a); b2-x, -y, 1-z; c1-x, 1-y, 1-z; d-1+x, 1+y, z in (b); Cg(1): C1/C2/C3/C4/C5/C6; Cg(2): N4/C13/C12/C11/C10/C14

    图 2  (a)配合物2的不对称单元结构; (b)单股链之间的ππ堆积作用; (c)沿b轴方向观察的准3D结构

    Figure 2  (a) View of the asymmetric unit of the complex 2 (probability of ellipsoid is 30%); (b) ππ interactions between the double-stranded chains; (c) Part of the quasi 3D structure viewed down the crystallographic b axis

    Symmetry codes: a3/2-x, -1/2+y, 1/2-z; b3/2-x, 1/2+y, 1/2-z in (a); c-1/2+x, 1/2-y, -1/2+z; d1/2+x, 1/2-y, 1/2+z in (b); e1-x, -y, 1-z in (c); Cg(3): N4/C13/C14/C10/C11/C12; Cg(4): C1/C2/C3/C4/C5/C6; Hydrogen atoms are not shown, and the hydrogen bonds or ππ interactions are shown as dashed lines

    图 3  配合物12的TG曲线

    Figure 3  TG curves of the complexes 1 and 2

    表 1  配合物1和2的晶体学及结构修正数据

    Table 1.  Crystal data and structure refinement for complexes 1 and 2

    Complex 1 2
    Empirical formula C30H36Cl4Hg2N8O4 C14H14Cl2HgN4O
    Formula weight 1 115.65 525.78
    Temperature/K 293(2) 293(2)
    Crystal system Triclinic Monoclinic
    Space group P1 P21/n
    a/nm 0.743 08(3) 0.814 4(2)
    b/nm 1.022 55(4) 1.461 1(4)
    c/nm 1.316 07(6) 1.380 1(3)
    α/(°) 74.859(2) 90
    β/(°) 88.921(2) 93.798(6)
    γ/(°) 69.875(2) 90
    V/nm3 0.903 56(7) 1.638 6(7)
    Z 1 4
    Dc/(g·cm-3) 2.050 2.131
    θ range/(°) 0.966~25.99 0.979~26.00
    Absorption coefficient/mm-1 8.828 9.725
    F(000) 532 992
    Reflections collected 10 086 12 961
    Independent reflections 3 417 3 146
    Observed reflections (I > 2σ(I)) 3 084 2 284
    Refinement method Full-matrix least squares on F2 Full-matrix least squares on F2
    Number of parameters 217 199
    Goodness-of-fit on F2 1.109 1.123
    Final R indices (I > 2σ(I)) R1=0.031 4, wR2=0.079 3 R1=0.033 0, wR2=0.076 0
    R indices (all data) R1=0.036 7, wR2=0.090 3 R1=0.061 4, wR2=0.099 2
    Final weighting scheme w=1/[σ2Fo2+(0.036 8P)2+4.235 1P], P=(Fo2+2Fc2)/3 w=1/[σ2Fo2+(0.044 0P)2+0.000 0P], P=(Fo2+2Fc2)/3
    ρ)max,(Δρ)min/(e·nm-3) 974, -1 304 1 200, -1 668
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    表 2  配合物1和2的部分键长和键角

    Table 2.  Selected bond lengths (nm) and bond angles (°) for 1 and 2

    1
    Cl1-Hg1 0.233 27(18) C12a-Hg1 0.285 74(17) N4-Hg1 0.222 7(5)
    C12-Hg1 0.254 78(16)
    N4-Hg1-C11 139.87(15) C11-Hg1-C12 118.74(7) C11-Hg1-C12a 101.53(7)
    N4-Hg1-C12 100.70(14) N4-Hg1-C12a 87.32(l4) C12-Hg1-C12a 86.23(5)
    2
    N4a-Hg1 0.245 5(6) Cl1-Hg1 0.232 2(2) Cl2-Hg1 0.233 1(2)
    O1-Hg1 0.248 2(5)
    Cl1-Hg1-C12 158.53(9) Cl2-Hg1-N4a 94.99(16) Cl2-Hg1-Ol 99.82(16)
    Cl1-Hg1-N4a 100.41(16) Cl1-Hg1-O1 97.14(17) N4a-Hg1-Ol 81.74(19)
     Symmetry codes: a1-x, -y, 2-z for 1; a3/2-x, -1/2+y, 1/2-z for 2
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    表 3  配合物的氢键参数

    Table 3.  Structural parameters of hydrogen bonds for the complexes

    D-H…A d(D-H)/nm d(H…A)/nm d(D…A)/nm ∠DHA/(°)
    1
    N2-H2…O2c 0.086 05 0.244 47 0.303 2(9) 126.04
    O2-H16 …O1d 0.092(11) 0.190(11) 0.275 8(8) 155(9)
    2
    C5-H5 …Cl2e 0.092 95 0.281 44 0.368 8(9) 157.06
     Symmetry codes: c1-x, 1-y, 1-z; d-1+x, 1+y, z for 1; e1-x, -y, 1-z for 2
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  • 发布日期:  2016-09-10
  • 收稿日期:  2016-05-17
  • 修回日期:  2016-07-26
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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