（物理化学专业论文）2乙酰基苯并咪唑缩甘氨酸schiff碱稀土配合物的合成及性质研究.pdf

摘要 稀土与氨基酸s c h 斌碱类配合物以其多样的结构和广泛的用途，而受到人们 的广泛关注，该类配合物具有重要的生物活性及优良的光学性质，在生物、催化 以及功能材料等领域都有广泛的应用前景。 本文以邻苯二胺、乳酸及k m n 0 4 为原料，根据文献报道的方法，通过多次 摸索，优化了合成方法，制备出2 - 乙酰蒸苯并眯唑，并通过_ l i 匕前体与甘氨酸缩合 制备出未见文献报道的苯并咪唑s c h i f f 碱新化会物，通过元素分析、核磁、红外 光谱、拉曼光谱以及紫外对其组成和结构进行了确证。 以此s c h i f f 碱为配体，分别与稀土元素l a c c ，p r , n d , s m ，e u ，t b ，d y , y 的硝 酸盐反应，合成了9 种未见文献报道的氨基酸苯并咪唑类s c h i f f 碱稀土配合物。 对以上合成的氨基酸苯并咪唑类s c h i f f 碱稀土配合物，通过化学分析、元素分析、 质谱、红外光谱、激光拉曼光谱、紫外光谱等对这些新化合物进行了表征，根据 实验事实预测了配合物的结构和性质。以镨配合物作为该系列配合物的代表，对 其进行了热重分析测试，推测了配合物的热分解过程。 该系列配合物具有奇特的溶解性能和在强的碱性介质中良好的稳定性能，本 文选择该系列具有代表性的四种氮基酸s c h i f f 碱稀土( l a c c ，e l i ，t b ) 配合物， 用标准k o h 溶液漓定，获得了其滴定衄线，并且分别测定了它们在不同p 壬i 条 件下的紫外吸收光谱；以铕离子作为结构探针，测定了铕配合物在不同p h 条件 下的荧光光谱，对其在碱性介质中的溶解性进行了研究，根据实验事实预测了配 合物在碱性介质中的溶解性交化的原因。 采用氤灯为激发光源，激发波长范围从2 0 0 - 9 0 0 r i m 对新合成的9 种稀土配 合物进行了三维荧光激发和发射光谱测量，发现形成s c h i f f 碱配合物后，大大改 善了2 乙酰基苯并咪唑的光致发光性能，比较了不同稀土元素对配体荧光影响， 讨论了稀土离子在配合物中的发光机制及其升频荧光现象。 关键词：稀土配合物，氨基酸s c h i f f 碱，激光拉曼光谱，三维荧光激发和发射光 谱，光致发光，升频荧光 s y n t h e s i sa n dc h a r a c t e r i z a t i o no fr a r ee a r t hc o m p l e x e so ft h e i l e wa m i n oa c i ds c h i f fb a s ed e r i v e df r o m2 - a c e t y l b e n z i m i d a z o l e a n d g l y c i n e t h ec o o r d i n a t i o nc o m p o u n d s ，s y n t h e s i z e dw i t hr a r ee a r t hi o n sa n da m i n oa c i d s c h i f fb a s e s ，a r ep a i dm u c hm o r ea t t e n t i o g sf o rt h e i rv a r i o u ss t r u c t u r e sa n de x t e n s i v e u s e s t h e s ec o m p o u n d sh a v et h ev i t a lb i o a c t i v i t ya n de x c e l l e n tl u m i n e s c e n c e ，t h e a p p l i e df o r e g r o u n do f t h ec o m p o u n d sw i l lb ee x t e n s i v ei nt h ef i e l do ft h eb i o a c t i v i t y , c a l a l y s i sa n df u n c t i o n a lm a t e r i a le t c i nt h i sp a p e r , w eu s et h eo - p h e n y l e n d i a m i n e ，l a c t i ca c i da n dp o t a s s i u m p e r m a n g a n a t ea sr a wm a t e r i a l ，a c c o r d i n gt h el i t e r a t u r er e p o r t e dm e t h o d sa n dt h r o u g h m a n yat i m ee x p e r i m e n t s ，o p t i m i z e t h es y n t h e t i cm e t h o d ，g a i nt h ep r e c u r s o r 2 - a c e t y l b e n z i m i d a z o l e t h en e ws c h i f fb a s ec o m p o u n dd e r i v e df r o mt h i sp r e c u r s o r a n dg l y e i n ei ss y n t h e s i z e da n dc h a r a c t e r i z e db ye l e m e n ta n a l y s i s ，1 hn m r s p e c t r a ，i r s p e c t r a ，l a s e rr a m a ns p e c t r aa n d u vs p e c t r a - t h en i n en e wr a r ee a r t hc o m p l e x e so f t h ea m i n oa c i ds c h i f f b a s ea r es y n t h e s i z e d b yt h en e ws c h i f f b a s eu g a n da n dr a r ee a r t hn i t r a t e ：i ac e ，p r , n d ，s m ，e u ，t b ，d y , y s m ，e u ，t b ，d y , yt h e s en e wc o m p l e x e sa r ed e t e r m i n e db yc h e m i c a la n a l y s i s ， e l e m e n ta n a l y s i s ，i rs p e c t r a ，l a s e rr a n l a ns p e c t r aa n du vs p e c t r a , t h ep r o p e r t i e so f t h e s ec o m p l e x e sa r ef o r e c a s t e db ye x p e r i m e n tf a c t s t h et h e r m a ld e c o m p o s i t i o no f t h e p “i i i ) c o m p l e x a st i f f ss e r i e sr a r ee a r t hc o m p l e x e sr e p r e s e n t a t i o nh a sb e e n i n v e s t i g a t e db yt g d s c ，t h et h e r m a ld e c o m p o s i t i o np r o c e s sh a sb e e np r e s u m e db y e x p e r i m e n tf a c t s t h es e r i e sc o m p l e x e sh a v es t r a n g es o l u b i l i t y i nt h i sp a p e r , w es e l e c t f o u r c o m p l e x ( l a ，c e ，e u ，t bc o m p l e x ) a st h i ss e r i e sr e p r e s e n t a t i o n ，t i t r a t e dw i t hs t a n d a r d k o hs o l u t i o n ，g a i n e dt h e i rt i t r a t i o nc u r v e s ，a n da l s om e 舔u r et h e i ru vs p e c t r aa n dt h e e u ( i i i ) c o m p l e x sf l u o r e s c e n c es p e c t r aw h i c ht h ee u 3 + i o na st h es t r u c t u r ep r o b e u n d e rt h ed i f f e r e n tp hc o n d i t i o ns e p a r a t e l y , t h es o l u b i l i t yo ft h e s ec o m p l e x e sa l e f o r e c a s t e db ye x p e r i m e n tf a c t s i i t h et h r e e d i m e n s i o nf l u o r e s c e b c ee x c i t a t i o na n de m i s s i o ns p e c t r ao ft h en i b e n e wr a r ee a r t hc o m p l e x e sw e r ed e t e r m i n e df r o m2 0 0 0b i nt o9 0 0 0n m ，e x c k a t e db y t h ex e n o nl a m p t h ee x p e r i m e n tr e s e ts h o w e dt h a t2 - a c e t y l b e n z i m i d a z o l ef o r m s c h i f fb a s e l i g a n d a n dr a r ee a r t h c o m p l e x e s c a r li m p r o v ee d o t n l o u s l yi t s p h o t o l u m i n e s c e n c ea b i l i 现c o m p a r e dt h a tt h ed i f f e r e n tr a r ee a r t hi o ni n f l u e n c el i g a n d p h o t o l u m i n e s c e n c ea b i l i t ya n d d i s c u s s e dt h ep h o t o l u m i n e s c e n c em e c h a n i s ma n dt h e i r u p c o n v e r s i o nf l u o r e s c e n c ep h e n o m e n o no f r a r ee a r t hi o n si nt h ec o m p l e x k e yw o r d s ：r a r ee a r t hc o m p l e x ，a m i n oa c i ds e h i f fb a s e ，l a s e rr a m a ns p e c t r a ，t h r e e d i m e n s i o nf l u o r e s c e n c ee x c i t a t i o na n de m i s s i o ns p e c t r a , p h o t o l u m i n e s c e n c e ，u p c o n v e r s i o nf l u o r e s c e n c e n i 西北大学学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属于西北大学。学校有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和 借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同 时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作 者单位为西北大学。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文作者签名：至! 整堑指导教师签名： 影一伊 弘，o s 年目1 3e t哟f 年6 旯3b 西北大学学位论文独创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西 北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的 同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢 意。 学位论文作者签名：王它婶 洳s 年莎月，；曰 采妻棼置! 霉师窟五 勿全文公，希、 第一章文献综述 稀土氨基酸类配合物由于在农业、医药等方面的广泛使用，一直是人们研究 的热点之一。稀土离子与生命金属元素钙有着相近的离子半径，加上稀土离子由 予鲫电子的存在而特有的荧光性质，可作为探针来揭示生物体内b 时、k + 、c a 2 + 等金属离子的生理功能，因此对这方面的研究深度和广度日益加强。但是由于生 命体系中n a + 、k + 、c a 2 + 等离子所处的配位环境是很复杂的，并不是仅通过与氨 基酸的作用体现其功能，因此近年来对稀土与单纯的氨基酸二元配合物体系研究 正逐年减少，国内外科研工作者将目光投向了与生命体体内环境更接近的三元、 多元和被修饰了的氨基酸的稀土配合物，希望能在这些配合物里能够找到更好的 模拟生物体内环境的模型配合物在研究的过程中同时还挖掘出了这类稀土配合 物的一些新用途，丰富了稀土应用的范围【”】。作为其中的一个研究方向，氨基 酸类s c h t m ) t 金属配合物无论是作为抗癌药物【4 】还是作为维生素b 6 转氨基催化剂 1 5 】或是0 2 - 的载体【6 1 都有很重要的研究意义；并且氨基酸作为生命的内源物质将 其引入药物分子，可增加药物的脂溶性，促进细胞对药物的吸收，同时可降低药物 的毒性。稀土离子由于其离子半径与c a 2 + 的相似性，可作为研究c a 2 + 的荧光探针 而越来越受到关注。因此，从上世纪8 0 年代以来，氨基酸s c h i f 躐及其金属配合物 的生理生物活性已成为人们关注的课题，并进行了大量的研究【m 4 1 。 s c h i f f 碱是指含有甲亚胺基c = n ( a z o m e t h i n e ) 的一类化合物，亦称亚胺或亚胺 取代物。这类化合物因s c h 癌吼于1 8 6 4 年首次报道了伯胺与羰基化合物发生的 中 缩合反应生成甲亚胺基r i 亡2 峨的产物帆，r 2 ，r 3 分别为烷基，h ，环己基，芳 香基或杂环t 晤得名。迄今国内外学者仍在不断开展此领域的工作，推陈出新， 方兴未艾。特别是在其合成、结构与应用等方面均有引人注目的进展。 s c h i f f 碱是类具有代表性的含氮配体，关于这方面的研究长期受到重视， 有其内在因素：其合成涉及到加成- 消去反应，相对来说比较容易；从结构上分 析，最核心的应是c = n - 基团，其杂化轨道上的n 原子具有孤对电子，赋予它 重要的化学与生物学上的意义。r 1 丑2 及r 3 均可被各种基团所取代使其衍生化， 通过选择各种胺类与带有羰基的不同醛或酮进行反应，改变连接的取代基，变化 给予体豫子本性及位置，便可开拓出许多从链状梦i 环合，从单齿到多齿，形成结 1 构多变、性能迥异的s c h i f f 碱配体，并可以与元素周期表中的大部分金属离子形 成配合物，如基团中含有0 n ，s 等给予体原子，无疑将成为有利于形成异核配合 物的配体。由于它在合成上具有极大的灵活性，良好的络合作用，所以在配位化 学发展过程中起着重要作用。尤其是随着功能配合物和生物无机化学的发展，更 促进了s c h i f f 碱配合物的发展。 1s c h i f f 碱缩合反应机理【1 6 1 ： s c h i f f 碱的合成是一种缩合反应，涉及加成、重排、消去等过程，反应物立 体结构及电子效应起着重要作用。如图1 1 所示。 其中亲核进攻反应步骤决定反应速度，醛或酮上羰基的c 原子由s p 2 杂化转 为s ，键角由1 2 0 0 变为1 0 9 5 0 。因此宜选体积小的r 1 及r 2 基团，有利于反应 的进行。过渡态中r 1 。r 2 基团若为烷基，其推电子作用会使o 上的负电荷更多 集中，引起过渡态不稳定。如r l ，r 2 基团之一为h 原子，它会减小推电子作用， r 2 r i 肛。h + h 2 n r 3 堡 0 r l ， r 2 7 。、h r 3 i h 过渡态 翌姥兰h 2 0r r 2 1 、， c 郴s 图1 - 1s c h i f f 碱反应示意图 使过渡态稳定，反应易于进行。此外，过渡态中若含芳基，其吸电子作用会分散 0 上的负电荷，芳基形成的共振结构更有利于过渡态稳定而加快反应。由此可以 看出芳香族s c h i f f 碱稳定性高于脂肪族s c h i f f 碱。 2 氨基酸s c h i f f 碱稀土配合物的合成方法 合成氨基酸s c h i f f 碱稀土配合物常采用的方法有直接合成法、分步合成法和 模板合成法。 2 1 直接合成法【1 7 】 直接合成法是将醛、胺与稀土盐按一定的物质的量比，直接混合反应而得 s c h i f f 碱稀土配合物。此法产率较高，并简便快速，但容易发生副反应而使产品中 混有杂质。给产品的纯化带来了一定的困难周此，很少使用该方法。 2 一洳一些 2 2 分步合成法 目前多采用分步合成法，此法分两步来合成氨基酸s c h i f f 碱稀土配合物。第 步：合成氨基酸s c h i f f 删。在一定条件下，让氨基酸与活泼羰基化合物反应 即得氨基酸s c h i f f 碱配体。反应式如： 哎+ 上一 r 。n 2 第二步：将提纯后的氨基酸s c h i f f 碱配体与稀土离子反应，即得氨基酸s c h i f f 碱 稀土配合物。反应式如： 哎一如c o o h r 1 分步合成法所得产品较纯净，产率一般较高。但由于分步实施，操作程序繁锁 时间较长。如周双生等人【1 8 1 就是先用水杨醛与赖氮酸锂合成配体后，再用热甲 醇溶解，然后和稀土硝酸盐溶液反应形成配合物。有时遇到合成的s 幽卿或难溶 解时，可以控制反应条件，先制成新鲜的s c b i 阚瞳溶液，然后加入稀土盐就可获 得预期的配合物。用这种方法合成的s c h i t t 碱稀土配合物，产率一般都较高，产 品也较纯净。但氨基酸s c h i 倒黄在形成配合物时，其羧酸质子往往发生解离而导 致反应体系酸度增加，不利于配合物的形成及稳定，所以反应中必须设法中和羧 基上的质子。中和质子常采用的方法有两种：第一种是在合成配体时加碱金属氢 氧化物，第二种是在合成配合物过程中加碱金属氢氯化物。由于作为产物之一的 碱金属盐在有机溶剂中溶解性低而夹杂于配合物产物中，引起分离困难，所以这 两种方法对在单一有枧溶剂体系中合成稀土配合物不太适用。因此在所报道的氨 基酸s c h i 阚竟稀土配合物中，为了更好的除去所生成的碱金属盐，需采用在醇一水 3 混合体系中进行反应，所得产物的元素分析结果与理论值吻合得较好1 9 , 2 0 】。姚克 敏等对上述合成方法又稍微进行了改进口“，首先配体直接由醛与氨基酸缩合而 得，但在配合物反应中，加入了一定量的有机胺，以达到中和质子的目的。有机 胺产物在有机溶剂中有很好的溶解性，不会带来分离困难。在多种有机胺中以叔 胺的效果为最好。 2 _ 3 模板合成法 以金属离子为模扳，与金属离子配位的同时，氮基和醛基脱去一个水分子， 形成s c h i 舯或，这一过程可用下式表示： r + h 2 n 一! h c 。苎三o +h 2 n c h c o o h 二二二_ 二o 由于二羰基化合物和多胺很难直接缩合得到产率高、选择性好的大环s c h i f f 碱，用分步合成法无法得到所需的大环s e h i f f 碱稀土配合物，所以目前合成大环 s e h i f f 碱稀土配合物多采用模板合成法。当反应物活性低或产物不稳定，不能得 到预期s c h i f f 碱时，可将金属离子作为模板试剂加入至羰基化合物中与二胺反 应，则可能形成含金属离子的s c h i f f 碱配合物，也可用其它金属离子取代此金属。 例如姚克敏2 2 1 通过模板反应合成异双氨基酸s e h i f f 碱稀土配合物。由于配体不对 称异双氨基酸s c h i f f 碱在中、低极性溶剂中的溶解度不大，不利于配位反应进行， 因此采用模板反应法合成，即先把合成的水杨醛缩赖氨酸s c h i f f 碱溶于氢氧化锂 乙醇溶液中，然后逐滴加入混有稀士盐和2 ，4 二羟基苯甲醛的乙醇溶液，即可 得到目标产物，该合成方法的突出优点是产率高、选择性好、操作简便、反应时 间短。 3 氨基酸s c h i f f 碱过渡金属配合物的研究进展 过渡金属的s c h i f f 碱配台物的研究已有一百多年的历史了。在大量合成工作 的基础上，人们发现这类配合物在许多方面表现出独特的性能。如独特的氧化还 原性、催化性能，以及它们与生命现象相联的化学模拟，甚至某些s c h i f f 碱配合 物具有显著的抗癌作用所有这些发现更进一步推动了这个领域工作的开展一 百多年来，这方面的研究工作丝毫没有变得陈旧配体由简单的单齿发展到多齿、 太环、c o m p a r t m e n t a ll i g a n d ；由对称结构发展到不对称结构，中心离子由正常 4 价态到低价态等等瞄1 。氨基酸具有多个n 、o 原子的特殊结构，是一类重要的生 物配体，并且它是细胞生长所必需的。癌变细胞比正常细胞对氨基酸的需求量大 得多，因而氨基酸s c h i f f 碱就可能将抗癌基运载到癌变细胞内，从而增大杀伤癌变 细胞的选择性。因此，近年来氨基酸s c h i f f 碱及其过渡金属配合物的研究相当活 跃。人们对这类化合物的合成、表征、结构钡4 定、热力学和动力学性质及具有抗 癌、抗炎、抗癌活性等进行了大量的富有成效的研究。对这方面的综述性文章也 较为全面【嬲l ，主要有如下几个研究方蕊： 3 1 生物活性 由于醛类活性较大，因此一直以来开展关于这方面的研究最多，主要有水杨 醛类、香草醛类以及它们的衍生物 2 2 - 3 1 1 。最早及最多研究的氨基酸s c h i 嘲的前 体是水杨醛，水杨醛与a 一氨基酸形成s c h i 蹴的研究于1 9 2 4 年就开始了。 m e t z l e r 和s n e l l p 2 i 于1 9 5 4 年提出v b 6 酶催化和菲酶催化氨基酸的转氨基反 应的机制时认为此反应经过 p ) ，c h o 一从 硝a 合物中间体( 1 ) 一模板结构：( 从为 氨基酸) ： 州落。一 但并没有实验数据证实配合物1 的存在。1 9 5 6 年e i c b h 0 慨和m a r c h 姐d 嗍首次在溶 液中合成了n - 水杨醛甘氨酸合铜( i i ) ，并测得了光谱学数据。1 9 5 9 年n a l 【a h a r a 【卅 分离得到了n - 水杨醛甘氨酸合铜( 1 i ) 的晶体，通过光谱数据、元素分析等方法确认 其结构为： 此结构与前面推测的配合物中间体结构相符合。从此开辟了氨基酸s c h i f f 碱金属 配合物的合成及应用研究。 李淑兰等入合成了水杨醛一l 一缬氨酸合铜( i i ) 配合物，并测试了其晶体 结构，结构分析表明，配合物晶体中c u ( i i ) 是5 配位的，希夫碱配体提供3 个配 位原子，另外2 个配位原子为2 个吡啶分子上的n 原子。c u ( i d 的配位为畸变三角 双锥。 图1 2 水杨醛一l 一缬氨酸合铜( i i ) 配合物晶体分子结构 氨基酸水杨醛s c h i 确威配合物是研究磷酸吡哆醛催化氨基酸酶反应的极好的 模型体系，而且它们又具有抗菌、抗癌活性，因此，水杨醛缩氨基酸形成的s c h i f f 碱及其过渡金属配合物的抗癌活性受到了广泛的关注1 3 6 1 ，m i c h e lr e 7 1 和l u m m e p 3 s l 等合成了水杨醛氨基酸s c h i f f 碱及其金属配合物，并进行了抑菌抗癌活性试 验。结果表明，有些配合物对小鼠淋巴性白血瘸细胞l 1 2 1 0 有较高的抑制作用。 s h a r r n ap k i 卵j 等用甘氨酸、l 一苯丙氨酸、l 一缀氨酸、l 一亮氨酸、l 一色氨酸、l 组氨酸与水杨醛形成了七种s c h i 娜威f e ( i i ) 的配合物，对其性质和结构进行了探 讨。李五聚等m o 发现有机锗化合物具有较好的生物活性和药理作用，合成了水杨 醛氨基酸s c h i f 礅同四氯化锗的配合物，并研究了它们的物理化学性质。这些工作 为研究抑菌抗癌活性提供了有益的信息。叶勇【4 1 1 合成t 2 - 氯代苯甲醛丙氨酸钾 s c h i f f 碱及其c u ( ) 、z n ( i i ) 、c o ( 1 i ) 、n i ( i i ) 金属配合物，研究了它们与d n a 的相互作用，在合成的配合物中c o 配合物与d n a 发生了插入作用；锌配合物与 d n a 可能发生了键合作用，作用位点为磷酸氧。这两种金属配合物作为抗癌化合 物有进一步的研究价值。严振寰 4 2 1 合成的4 一羟基水杨醛丙氨酸合z n ( 1 i ) ，对宫颈 癌、艾氏腹水癌和喉癌均有不同程度的抑制作用其中对喉癌的抑制率达8 4 9 4 。 鄢远，许金钩f 4 3 】用溴化乙锭荧光分析法，探讨了合成的水杨醛氨基酸s c h i f f 碱及其 c u ( i i ) 、n i ( 1 1 ) 、s n ( i i ) 配合物与d n a 的作用，以及结构与抗癌活性的关系。显示 6 了氨基酸s c h i f f 碱过渡金属配合物作为抗癌剂的良好前景。 在抗菌方面，林秋月l 舳瞎入水杨醛赖氨酸s c i l i 蹰兜为配体的过渡金属配合物 并研究了它们的组成、性质和抗菌活性。选用大肠杆菌进行抗菌活性试验，结果 表明，除锌外其余三种配合物的抗菌活性与稳定性顺序一致。孟凡德【4 5 1 等人合 成了水杨醛甘氨酸席夫碱合银及水杨醛丙氨酸s c b j 卿戎合银配物并且对配合物 的组成、配位状态及对烟草花叶病毒的抑制作用进行了研究。将合成的配合物对 曼陀罗或心烟叶接种t m v 后，分别喷施配制的配合物，结果表昵，配合物对t m v 粒子具有定的抑制作用。 邻香草醛氨基酸s c h i f f 碱及金属配合物的合成、表征及杀菌活性的研究，严 振寰【4 4 - 4 8 等人合成了邻香草醛甘氨酸、丙氨酸、苯丙氮酸的s c h i f 蹴及与c u ( i i ) 、 n i ( i i ) 、z n ( i i ) 金属形成的配合物。邻香草醛甘氨酸钾 o v o k 、邻香草醛甘氨 酸镍( i i ) 0 一v g n i ( 1 i ) 】及邻香草醛丙氮酸钾( 0 - v a k ) 、邻香草醛丙氨酸合锌( i d 0 一 v a z n ( i i ) 】、邻香革醛丙氨酸合镍( 1 i ) o - v a n i ( 镍) 】对白色念珠球菌、新型隐球菌 均有一定的杀菌作用，与目前临床上使用的制霉菌素相比较， 0 一v g k 、 0 - v g n i ( i i ) 、 o v a k 对白色念珠球菌的杀菌作用较之为强，而对新型隐球菌的杀菌 作用 o - v g k 、 o _ v a k 则优于制霉菌素。 相比于醛基缩氨基酸s c h i 朋受，羰基活性较差，相应的氨基酸s c h i f 躐配合物 报道较少，鲜见杂环一双酮化食物、酰基吡唑啉酮缩氨基酸s c h i 蹶配合物研究。 酰基吡唑啉酮缩有机胺是新型s c h i 脚晓试剂，对金属离子具存较好的萃取性能，并 表现出一定的抗菌、抗病毒生物活性【4 9 】。这类试剂含有活性的羟基和亚胺基官 能团适于同各种金属离子配位。李锦州等人研究该类试剂的金属配合物，发现它 们具有一定的传递电予作用、光致发光作用和较强的抗菌生物活性，并且合成报 道了l 一苯基- 3 - 甲基- 4 - ( 一呋喃甲酰基) 一毗唑啉酮一5 缩b 一丙氨酸s c h i f f 碱配体 及其与4 种过渡金属的配合物，研究了配合物的配位结构，并用该类配合物对金黄 葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆菌、白菜软腐病菌和菜豆荤疫菌进行了抗菌活性实 验。结果表明金属离子对配体的杀菌活性有一定促进作用【5 m 3 1 。 同n 一氨基酸席夫碱相比，磺酸( 牛磺酸) 作为生物体内一种特殊的氨基酸， 目前对它的研究主要集中在生理和病理方面，它的s 僦塌娥及其配合物的研究或 牛磺酸金属配合物的研究刚开始起步i s 4 研究表明，s 0 3 2 w 以与碱金属、碱土金 属直接配位，但不能与过渡金属直接配位1 5 5 】。当过渡金属被乙二胺配位后，磺酸 基团可以从s 一氨基酸s c h i f 蹴由于氨基位置的变化雨弓l 起不同的配位特征，此类 s c h i 自嘁目前研究也在增多。2 一氨基乙磺酸( 牛磺酸) 作为生物体内一种特殊的氨 基酸，目前对它的研究主要集中在生理和病理方面，它的s c h i 脚成及其配合物的 研究以及它本身配合物的研究也己经开始。我国在这方面的工作开展得较多，大 多得到了它们的单晶结构，对其结构的研究也比较的丰富。张淑华【5 6 。删合成了牛 磺酸缩取代水杨醛s c h i f i 碱配合物 z n ( b r 2 t s s b ) ( p h e n ) ( h 2 0 ) c 2 h s o h ( 1 ) ， i n i ( t c s s b ) ( h 2o m h 2 0 ( 2 ) 和 c u ( t c s s b ) g & o h h 【c u ( t c s s b h 6 h 2 0 ( 3 ) ( b r 2 t s s b = 牛磺酸缩3 ，5 二溴水杨醛s c h i f f 碱，t c s s b = 牛磺酸缩5 一氯水杨醛s c h i f f 碱，p h e n = 邻菲咯啉) ，并合成了2 个水杨醛缩牛磺酸s c h i 御或配合物 c u ( t s s b ) ( p h e n ) ( h 2 0 ) h h 2 0 - 2 c 2 h s o h ( 4 ) 和 n i ( t s s b ) ( p h e n ) ( h 2 0 ) 】4 h 2 0 ( 5 ) ( t s s b 一牛磺酸缩水 杨醛s c h i 阚轧获得了单晶，通过元素分析，红外光谱对配合物进行了表征，并利用 x 射线法测定其结构。 图1 - 3 配合物1 的晶体结构图1 4 配合物3 的晶体结构 配合物1 属单斜晶系，配合物3 为三斜晶系。但当他们合成邻菲咯啉、2 一噻吩缩牛 磺酸s c h i f f 碱铜配合物时，并没有得到预期的产物，单晶结构测试表明得到了牛 磺酸合铜罄合物，在此之前，牛磺酸螯合物还未见报道。这可能有两方面的原因： 一是2 一壤吩甲醛上的s 原予配位能力差，二是空间位阻的关系，结果在邻菲咯啉 的作用下，2 一噻吩甲醛离去了，形成了牛磺酸的螯合物。直接用牛磺酸作反应 物，并不能得到相同的目标产物。这说明，在本反应中，2 一噻吩甲醛起了化学 修饰的作用，结果使得磺酸基的配位能力增强了。结构分析表明该配合物属三斜 晶系，空间点群p 1 【6 “。 3 2 催化研究 r s c h i f 嘲及其配合物有很好的催化性能，可用在不对称合成以及高分子合成 中做催化剂。不对称合成是近年来有机化学学科中一个极为重要且富有活力的研 究领域，在结构和立体化学复杂的天然产物合成中得到越来越广泛的应用。以前 获得手性产物的方法主要是拆分法，而这意味着要损失一半的产品，造成原料和 劳动力的巨大浪费。目前，这一问题可采用不对称合成的方法得以解决，即选择一 种手性诱导催化剂，使无手性或潜手性的作用物转变成光活性产物。在不对称合 成中，手性催化剂的选择是反应成败的关键，金属配合物在这方面得到广泛的应 用。一个良好的催化剂中心应与配体适当匹配，即配体不应过于降低配合物的催 化性能，同时配体的结构修饰需要调整中心金属离子电子密度及周围立体环境。 近年来，国内外也越来越重视对手性催化剂的研究，设计出了许多不同结构的催 化剂。手性s c h i 塌藏配合物是其中一类简单易制备的催化剂，其独特的结构特点决 定了它有很好的催化性能，在近几年的不对称合成中成为研究的热点问题。尤其 是在环丙烷化，烯烃环氧化反应中已表现出良好的应用前景2 6 5 1 。 王荣民嗍等人在温和条件下，用水杨醛缩氨基酸s c h i 螂受异双核配合物作为 催化剂，以分子氧为氧化剂。研究了对环己烯、1 2 辛烯、1 2 癸烯的选择氧化反应， 反应式为： l2 产物经气相色谱仪，色质联用仪分析，结果表明几种催化剂在温和条件下催化分 子氧氧化环己烯以及末端烯烃催化氧化性能均表现出良好的催化活性。 3 3 氨基酸手性合成与分离 具有手性配合物的合成发展于上世纪八十年代 6 7 - 6 9 1 ，其中以b e l o k o n 等人【7 0 】 的研究工作最具有代表性。众所周知，分子中前手性基团或手性面的手性识别是 重要的生化现象之一其中吡哆醛磷酸辅酶最为典型基于此模型，他们通过l 摩尔三氯化钻与2 摩尔水杨醛和2 摩尔氨基酸反应，合成了带有手性轴的配合物3 。 其单晶x 一衍射数据证实，氮基酸与水杨醛形成的s c h i f f 喊为平面三齿配体，二分 子s c l l i 倒峨配体相互垂直地同时与钻离子( c 0 1 配位，构成八面体。因分子中只存 在c 2 轴而具有手性。按照配体相对于c 2 轴的左右手排列方式a 其构型被定义为 或。其中3 a 的和为对映体关系 其它3 b 3 f 的和为非对映 9 舀4冉b， 体关系。 3 xh y 1 - i 3 3 3 t c h 3 h j 3 c i b 舯。央 k c h 3 3 f h h c h 啦- h 3 ) 2 c h 自c h ，b c h 器，c b = ：器 生物体内氨基酸对映体的手性识别贯穿整个生命过程中，因此设计简便的化 学模型体系，发现和研究高效仿生催化剂、模仿酶的特异性不失为一条有效的途 径，基于此点，他们又合成了带有手性碳的配合物 7 1 , 7 2 _ 1 ： 圈l 噶手性碳配合物的晶体结构 该配合物的合成分为两步：首先利用s 一腑氨酸、苄基氯、邻氨基苯甲醛或邻氨基 苯乙酮合成带有手性碳的手性配体：然后利用手性配体在金属离子存在下，与氨 基酸反应合成手性配合物。x 衍射单晶数据表明：配合物为变形四方锥型，中心 金屑离子同时与羧基氧和三个氮四配位，形成“角锥型”骨架，金属离子位于顶 锥处，距离o 、n 、n 、n 平面约1 6 4 7 x 1 0 m 。此反应特点是：利用手性试剂与 外消旋氯基酸形成非对映体配合物，后经分离、水解可得到氨基酸对映异构体， 实现对外消旋氨基酸的拆分。e i k ot o y o t a 等人7 4 1 通过外消旋q 氨基酸与具 有光学活性的3 取代水杨醛衍生物缩台得到非对映体的c o ( ) 、n i ( i i ) 和z n ( i i ) 氨基酸s c h i 硒黄螯合物，通过反相色谱分离得到了手性氨基酸s c h i 蜘鬣配合物，然 后向该螯合物中加入e d t a 钠盐溶液，光学纯的a 一氨基酸被分离出来。 羰基的活性较差，相应的氨基酸席夫碱配合物报道较少，鲜见杂环一双酮化 合物、酰基毗唑啉酮缩氨基酸席夫碱配合物研究v a d i ma s o l o s h o n o k l 6 7 t 在这方 1 0 面作了很好的工作，合成了手性3 ( b 烯酰基) 一4 。苯基- 1 ，3 氧氮杂环戊烷一2 - 酮缩甘 氨酸镍配合物： 图l 手性3 - ( e - 烯酰基) 1 4 一苯基1 ，3 氧氮杂环戊烷2 酮缩甘氨酸镍配合物 在合成这类配合物的实验过程中，发现该反应在温和的条件下( 室温下，催化剂 量的非婺合有机碱) ，具有优良的立体选择性，可完全定量生成单一的非对映体 产物。他们对该反应机理进行了细致的研究工作，该类化合物在立体合成选择性 方面可作为酶、感受器以及生物传感器等立体控制模型化合物。 3 4 氨基酸s e h i 螂寓及金属配合物的承溶性改进及混配配合物 氨基酸s c h i l 蹴配合物大都具有生物活性，但这类化合物一般还具有毒性高、 水溶性低的特点，目前用来进行抑菌抗癌活性试验的大多是悬浊液，不利于它们 在临床上的推广和应用。寻找一种既能使配合物毒性降低而又具有较好的水溶性， 同时还能保持或提高药效的方法，目前就显得非常必需。现在主要是采取活性基 团不变，改进其物理化学性质的方法，如对氨基酸s c h i f f 碱进行磺化、或在母体化 合物中引入亲水基，再则是通过引入第二配体改善其水溶性和生物活性。基于此 目的，r a t h s a n k a r p 等【7 5 j 用水杨醛缩合一氨基酸s c h i f f 碱与前者水杨醛作第二 配体合成了钒( v ) 的混配配合物，并作了表征及性质研究。王成刚等合成的n - 亚水 杨基甘氨酸# c u ( i i ) 的甘氨酸和脲素两种混配配合物，经试验证明具有良好的水 溶性。沈良也合成了n 一水杨基丙氨酸s 砌御寅和1 1 0 邻菲罗啉与c u ( i i ) 、z n ( i i ) 、 n i ( i i ) 混配配合。刘树祥等6 3 7 1 人合成了铜( i i ) 一氨基酸水杨醛s c h i 日f 碱( s a ha ， a 配体) 氨基酸( h a ，b 配体) 三元配合物，应用翊法测定该三元配合物的稳定常 数实验发现该三元配合物的稳定性与b 配体的碱性之间存在良好的线性自由能 关系。同时。以稳定性数据为探针，研究了三元配合物分子内存在的配体间疏水 缔合作用。 4 氨基酸s c h i f f 碱稀土配合物的研究进展 与过渡金属s c h i f f 碱配合物相比稀土s c h i f r 碱配合物的研究起步较晚，这主 要有以下三方面的因素1 ：( 1 ) 从配位化学角度出发，过渡金属与氮原子的配位性 能远远优于稀土元素，因此以往的配位化学发展过程中过渡金属处于主导地位； ( 2 ) 从生物无机角度看，人们首先认识到过渡金属作为微量元素在生命过程中所 起的重要作用，在考虑与生命现象相关的化学问题时，自然会较多地想到过渡金 属f 3 ) 扶稀士配位化学本身看，它是由稀士韵分离萃取发展而来并为这一目的 服务的。因此在早期与萃取相联系的配位能力强的氧配体的配合物研究占主要地 位，丽对稀土配位能力较弱的含氮配体的配合物研究较少。 近几十年来，由于稀土在生命科学、材科科学及化学工程中应用的可能性， 人们对稀土含氮化合物融兴趣正在增加。自1 9 6 8 年印度科学家n kd u t t 和k n a g 发表第一篇s e h i f f 碱配体双水杨醛缩z , - - 胺( h 2 s a l e n ) 的稀土配合物论文， 从而打开了s c h i f f 碱稀土配合物研究领域的大门。j h f o r s b e r g 对1 9 8 1 年以前 的工作进行了较全面的综述。我国s c h i f f 碱稀土配合物的研究起步较晚上世 纪八十年代才开始有关于这类配合物的报道，但其发展比较迅速，近几十年来，我 国化学工作者们合成了大量的s c h i f f 碱稀土配合物，并采用多种结构测试手段， 对此类化合物进行了表征，丰富了s c h i f f 碱稀土配合物的发展。对这方面的综述 性文章也比较的全面i t s - s t l ，由于s c h i f f 碱稀土配合物潜在的具有生物、催化活性 以及可以作为光磁材料，所以这类化合物还将日益受到广泛的注意，其研究的深 度和广度取得了很大的发展。 氨基酸s c h i f f 喊具有多个氧和氮原予，是一类重要的生物配体。其分子含有活 泼的氨基酸基团，通过反应又可引入其它不同的结构和活性慕团，对此类配体化 合物的研究，有助于了解生物体中氨基酸与金属离子间的键合作用；氨基酸s c h i f f 碱金属配合物具有催化氨基转移和外消旋作用，可作为研究维生索b 6 酶反应的 优良模型，0 2 、n 2 载体模型化合物；具有荧光性能用于金属离子的分析测定：具 有抗菌、抗炎、抗癌活性而用于化疗药物研究等。通过对它们结构和理化性质的 研究，有助于揭示维生素b 6 酶结构上的特点，探讨催化氨基转移的机理，选择理想 的金属离子荧光测定试剂，筛选高效、低毒、副作用小的抗菌、抗癌药物等。因 此，人们对这类化合物的合成、表征、结构测定、热力学及动力学性质等进行了 大量的富有成果的研究，开辟了许多领域的应用研究。 当氨基酸s c h i f f 碱与稀土发生反应时，配体通过亚甲胺上的氮、羧基上的氧与 稀土形成五元、六元或七元的螫合环，而六元螯合环的环张力最小，其配合物最稳 定，所以已报道的多是邻氨基苯甲酸s c h i f f 碱和水杨醛类s c h i 田炙稀土配合物，如 图1 7 所示：配体通过酚羟基上的氧、亚甲胺上的氮及羧基上的氧与r e 3 + 配位，形 成了二个六元螯合环，使配合物更加稳定。 图卜7 氨基酸s c h i f f 碱稀土配合物的结构 目前对于氨基酸s e h i 阚或稀土配