（有机化学专业论文）新型有机锡（Ⅳ）羧酸酯的合成、表征及晶体结构的研究.pdf

摘要 有机锡羧酸酯在诸如，杀虫剂、杀菌剂、抗癌药物等许多领域有着广泛的应用而受 到广泛的关注。因此，合成新型的有机锡羧酸酯并研究其性质具有重要的科学意义。 本文通过甲苯、间二乙苯、异丙苯、氯苯及其同系物与邻苯二甲酸酐和9 ，1 0 一二氢 蒽一9 ，1 0 一伐，b 丁二酸酐发生付克酰基化反应制得2 ( 4 甲基苯甲酰基) 苯甲酸( h l l ) 、2 一( 2 ， 4 二乙基苯甲酰基) 苯甲酸( h l 2 ) 、2 ( 4 异丙基苯甲酰基) 苯甲酸( h l 3 ) 、2 一( 4 一氯苯甲酰基) 苯甲酸( h l 4 ) 、反9 ，1 0 一二氢一9 ，1 0 一桥亚乙基蒽一1 2 一对甲基苯甲酰基一1 1 一羧酸( h l 5 ) ， 这五个羧酸分别与j 下二丁基锡、三苯基氢氧化锡反应得到六个新型有机锡羧酸酯配合物 晶体， n - b u 2 s n ( l 1 ) 2 】2 0 2 ( 1 ) 、 n - b u 2 s n ( l 2 ) 2 】2 0 ) 2 ( 2 ) 、 n b u 2 s n ( l 3 ) 2 2 0 2 ( 3 ) 、 n - b u 2 s n ( l 4 ) 2 2 0 2 ( 4 ) 、 ( n b u 2 s n ) 4 ( l 5 ) 2 0 2 ( o c 2 h 5 ) 2 】( 5 ) 和 ( c 6 h 5 ) 3 s n ( l 5 ) ( 6 ) 。 通过元素分析、红外光谱和核磁共振谱等测试手段对配体及相应的金属配合物进行 了表征，并用x 射线单晶衍射测得了金属配合物的晶体结构。晶体结构分析表明：配 合物( 1 ) 、( 2 ) 、( 3 ) 、( 4 ) 和( 5 ) 的分子结构中都包含一个s n 2 0 2 平面四元环，都是中心对 称的二聚体，其中( 1 ) 、( 2 ) 、( 4 ) 的结构属于典型的i 型结构，( 3 ) 属于i v 型结构，而( 5 ) 则属于v 型结构；配合物( 5 ) 的分子中，溶剂乙醇分子的氧原子以双齿与环内及坏外锡 原子桥联，形成由三个四元环构成的梯状结构；配合物( 6 ) 的分子中，锡原子为四配位， 构成变形四面体。生物活性测试表明，配合物( 1 ) 具有较好的抑菌作用及抗癌活性。 关键词：有机锡羧酸酯；合成；晶体结构；抗菌活性；抗癌活性； a b s t r a c t o r 髟m o t i nc a r b o x y l a t e s h a v ea t t r a c t e d 印p l i c a t i o n si nm a i l yf i e l d s ，f o re x a m p l ea s t h e r e f o r e ，i ti sv e 巧i m p o r t a l l tt os y n t h e s i z e p r 叩e n i e s c o n s i d e r d b l ea t t e n t i o n ( 【u et om e i rw i d e p e s t i c i d a l ，b a c t e r i c i d a la n da n t i t l l m o ra g e n t s n o v e lo 昭a n o t i nc a m o x y l a t e sa 1 1 ds t u d yt h e i r i nt h j s p 印e r ， f i v e c a r b o x y l i ca c i d s ， 2 - ( 4 一m e t h y l b e n z o y l ) b e n z o i c a c i d ( h l l ) ， 2 - ( 2 ，4 一d i e t h y l b e n z o y l ) b e n z o i c a c i d ( h l 2 ) ，2 ( 4 一i s o p r o p y l b e n z o y l ) b e n z o i c a c i d ( h l 3 ) ， 2 一( 4 - c h l o r o b e n z o y l ) b e n z o i c a c i d ( h l 4 ) a n dt r a n sl2 - b e l l z o y l - 9 ，10 d i h y d r o - 9 ，10 一 e t h a n o a n t l 瑚c e n e - 1 l c a r b o x y l i ca c i d ( h l 5 ) w e r ep r e p a r e db ym ef r i e d e l - c r m sa c y l a t i o no f t o l u e n e 、 1 ，3 - d i e t h y l b e n z e n e 、c u m e n e 、 1 一c h l o r o b e n z e n ea n di s o b e n z o 如r a n 一1 ，3 - d i o n e ， 9 ，10 - d i h y d r o a n t h r a c e n e - 9 ，1o - 0 【，p - d j h y d m 如砌- 1 1 ，13 一d i o n e s i xn o v e lo r g a n o t i na 而o x y l a t e s ， n - b u 2 s n ( l 1 ) 2 】2 0 2( 1 ) ， n b u 2 s n ( l 2 ) 2 】2 0 2( 2 ) ，“n - b u 2 s n ( l 3 ) 2 】2 0 2( 3 ) ， n - b u 2 s n ( l 4 ) 2 2 0 2 ( 4 ) ，【( n b u 2 s n ) 4 ( l 5 ) 2 0 2 ( o c 2 h 5 ) 2 ( 5 ) a n d ( c 6 h 5 ) 3 s n ( l 5 ) 】( 6 ) w e r e p r e p a r e db yt h er e a c t i o no fn - b u 2 s n o ，p h 3 s n o ha i l dt h ec a r b o x y l i ca c i d sa b o v e t h el i g a n d sa n dt h e i rm e t a lc o m p l e x e sw e r ec h a f a c t e r i z e db ye l e m e n t a la n a l y s i s ，1 h n m ra 1 1 df t i rs p e c t r o s c o p y ，a n dt h es t m c t l _ l r e so ft h ec o 1 p l e x e sw e r ed e t e n n i n e d b ys i n g l e c r y s t a lx r a yd i m a c t i o n 锄a l y s i s t h es i n g l ec r y s t a lx r a yd i 自晒c t i o na i l a l y s i ss h o wt h a ta 1 1 s t r u c t i l r e so f ( 1 ) ，( 2 ) ，( 3 ) ，( 4 ) a n d ( 5 ) i n v o l eac e n t r o s y 瑚e t r i cs t m c t u r ew h i c hb u i l tu p a r o u n dap l a n 瓯f o u r - m e n l b e r e dc y c l i cs n 2 0 2u n i t c o m p l e x e so f ( 1 ) ，( 2 ) a i l d ( 4 ) a d o p tt h e 帅eis t m c t u r e ，w h i l et h ec o m p l e x ( 3 ) a d o p t sm e 蛳ei va n d ( 5 ) t h et y p ev1 1 1t h e m 0 1 e c u l a rs t r u c t u r eo f ( 5 ) t h ea d d i t i o n a ll i n k sb e t w e e nt h ee x o c y c l i cs na 1 1 de n d o c y c l i cs n a t o ma r ep r 0 v i d e db yb i d e n t a t ed e p r o t o n a t e de t h a l l o l t h a tf o n nt h ea s y m m e t r i c a lb r i d g e sa n d r e s u l ti nal a d d e ft y p es t l l l c t l 盯ew h i c hc o m a i n st h r e ef o u r - m e m b e r e dr i n g s 1 1 1t h em o l e c u l a r s t n j c t u i eo f ( 6 ) ，t h et i na t o mi sf o u rc o o r d i n a t e da n da d o p t e dt h ed i s t o nt e t r a h e d r o ns t m c t u r e t h eb i o a c t i v i t yo fc o m p l e x ( 1 ) w a sp r e l i m i n a r ys t u d i e da n dt h e 彻t i b a c t e r i a la m i t l l m o r a c t i v i t yt e s t ss h o wt h a ti te x h i b i t sa9 0 0 db i o a c t i v i 吼 k e yw o r d s ：o 唱a n o t i nc a r b o x y l a t e s ；s ) ，i l m e s i s ；c 巧s t a ls t n l c t u r e s ；a n t i b a c t e r i a la c t i v i t y ； a n t i t u m o ra c t i v i t y ； i l 独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所 取得的成果。据我所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果。对本人的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：萎噻莹日期：之! 墨：墨：! 学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编本学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士学 位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论文全 文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式出版 发行和提供信息服务。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：蔗堕 日 期：逊：! 口 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 指导教师签名： 日期： 电话： 邮编： 东北师范大学硕士学位论文 第一章引言弟一早 ，li 1 1 有机锡( iv ) 羧酸酯的研究概况 锡属于碳族元素，与碳具有类似的性质，可以形成比较稳定的s n c 键，又由于锡 原子具有空的d 轨道，还可以接受来自n ，o ，s 等杂原子的自由电子，而形成配合物【l 】。 因此，含s n c 键的有机锡化合物种类繁多，在结构和性质上有许多不同于碳和硅的有 机化合物。1 8 4 9 年，f r a i l l ( 1 a n d 用锡和碘乙烷反应合成了第一个有机锡化合物e t 2 s n l 2 ， l8 6 2 年，c a h e u r 首次合成了m e 2 s n i 2 n h 3 和m e 2 s i l i 2 c 6 h 5 n h 2 两个有机锡配合物，为有 机锡化学奠定了基础【m j 。从1 9 7 2 年b r o w n 首次发现p h 3 s n 0 2 c c h 3 具有抑制小鼠肿瘤的 生长作用和1 9 8 0 年c r o w e 首次详细报道有机锡配合物r 2 s n x 2 l 2 ( r _ m e ，e t ，p r ，b u ，p h ；x = 卤素，c n s ；l = n ，o 配体) 的抗癌活性以来，有机锡化学得到了快速的发展【5 6 】。人们对有 机锡化合物的研究产生了相当大的兴趣，对有机锡( ) 羧酸酯的合成、分子结构及生 物活性研究越来越多，并取得了很多有意义的结果【_ 丌。 生物活性的有机锡化合物研究多集中在三烃基锡( ) 和二烃基锡( ) 羧酯酯类化 合物。到目前为止，美国抗癌测试中心( n c i ) 已筛选了2 0 0 0 多种有机锡化合物，其中大 部分为有机锡( i v ) 羧酸酯类【8 j 。有机锡( i v ) 羧酸酯类化合物可广泛地用作杀虫剂、杀 菌剂、防污涂料和均相催化剂等，许多有机锡化合物都具有生物活性【9 】。南开大学谢 庆兰等为了研究烃基的改变对有机锡羧酸酯结构及生物活性的影响，合成了一系列 有机酸酯r c 0 2 s i 瓜l ( r = 低级烷基、芳基、呋喃基、芳氧甲基： r l = c y 3 ，b u 3 ，( c h 2 s i m e 2 p h ) 3 ，( c h 2 p h c y b u 2 ，c y 2 b u ，m e c y 2 ) ，发现与锡原子相连的烃基对 锡原子构型有密切关系。所有化合物都具有高效杀螨活性，有的还具有高效杀菌活性， 除草活性和调节植物生长作用【1 1 1 。在最近的几年里，人们发现许多三烃基卤化锡和二 烃基卤化锡配合物具有良好的抗肿瘤活性，实验证明某些有机锡配合物比普通的重金 属抗癌药如顺铂的抗癌活性高【1 2 。15 1 。g i e l e nm 等制备了取代苯甲酸三苯基锡酯 p h 3 s n 0 2 c c 6 h 2 x y z ，并对其抗癌活性进行了研究，结果发现它们的抗m c f 7 ( 乳腺癌) 和抗w i d r ( 结肠癌) 活性均高于抗癌药物顺铂c i s p l a t i n ，e t o p o s i d e 和d o x o m b i c i n 【1 6 】。 g i e l e nm 等还制备了类似于卡铂类( c a r b o p l a t i n ) 抗癌药物的二烃基锡羧酸酯，发现它们 具有良好的抗m c f 7 和抗w i d r 活性，但对抗l 1 2 l o ( 白血病) 并无活性，此后，他们又研 究了一系列结构类似的有机锡化合物【1 。7 1 ，其中不少化合物抗m c f 7 和w i d r 活性均高于 c i s p l a t i n 和e t o p o s i d e 。与取代苯甲酸三烃基锡酯类似，取代苯甲酸二烃基锡酯 心c 0 2 】2 s n r 2 ( 1 ) 和 ( a r c 0 2 ) s 氓2 2 0 2 ( 2 ) ，其中，m - = f c 6 h 4 ，f 2 c 6 h 3 ，( m e o ) 3 c 6 h 2 ， f c 6 h 4 c h = c h ，r - n c 4 h 9 ，c 2 h 5 也有良好的抗癌活性，且正丁基的抗癌活性更好【1 8 拇】， 这可能是它们在水中有较大溶解度的缘故。a t a s s i 等人研究表明，水溶性是影响有机 东北9 币范大学硕士学位论文 锡化合物抗癌活性的一个重要凶素【2 0 】。c r o w e 认有机锡化合物抗癌作用机制在于它们 能形成活性配离子 r 2 s n 2 + ，直接与d n a 碱基结合；且活性与s n o ，s n n ，s n s 键长成 正比【2 1 1 。这几年已经知道三烃基卤化锡配合物r 3 s 嵌在线粒的氧化磷化方面具有特殊 的作用，这个作用与x 基团无关而与r 基团有关【2 2 1 。当r 为甲基，乙基或丙基时的化合 物对哺乳动物有很高的毒性，而当r 为正辛基时的化合物有非常低的毒性，类似于水 生动物，例如鱼，软体动物，甲壳类或藻类对三丁基卤化锡，三苯基卤化锡，三环己 基卤化锡是敏感的，因此在航海运输中经常把它们作为防污涂料【2 3 1 。除了他们的生物 活性外，有机锡化合物已经在有机反应用作试剂或催化剂【2 4 之7 】。最近，一些有机锡氧 烷在酯交换反应中起到很好的催化作用 2 8 。3 0 】，此外，一个在重要工业上的用途是有机 锡化合物大量用作p v c 塑料的稳定剂【2 引。 除了上述的应用，有机锡化合物还拥有相当多的各种各样有趣结构，根据反应物 的不同化学计量比可以得到不同结构的化合物，中心锡原子配位方式的不同导致了其 生物活性的差异。对于有机锡( ) 羧酸酯的研究在诸如立体化学、结构、磁性、光谱、 动力学和反应机理、配体的反应、生物化学的模拟系统、分析化学、催化等学科领域 均具有重要的科学意义，受到人们越来越多的关注。 1 2 有机锡( iv ) 羧酸酯的合成方法 1 2 1 三烃基锡( i v ) 羧酸酯的合成方法 三烃基锡羧酸酯通常是由氢氧化三烃基锡r 3 s n o h 或氧化双三烃基锡( r 3 s n ) 2 0 和 有机酸反应脱水而制得，也可由卤代三烃基锡r 3 s i 与羧酸盐反应制得。 p h 3 s n o h + h o o c r p h 3 s n o o c r p h 3 s n o ) 2 + h o o c r p h 3 s n o o c r p h 3 s n c l + n a o o c r + p h 3 s n o o c r 1 2 2 二烃基锡( i v ) 羧酸酯的合成方法 通常用r l r 2 s n o 与r c 0 2 h 以1 ：2 和1 ：1 摩尔比分别进行反应，合成结构 ( r c 0 2 ) 2 s n r l r 2 和 ( r c 0 2 ) s n r l r 2 】2 0 2 两种羧酸锡酯 n - b u 2 s n 0 + 2 h o o c r ，n b u 2 s n ( o o c r ) 2 n b u 2 s n o + 2 h o o c r - 【n b u 2 s n ( 0 0 c r ) 2 0 ) 2 1 3 有机锡( iv ) 羧酸酯的结构类型 1 3 1 三烃基锡( i v ) 羧酸酯的结构类型 三烃基锡羧酸酯通常是由氢氧化三烃基锡r 3 s n o h 或氧化双三烃基锡( r 3 s n ) 2 0 和有 机酸反应脱水而制得，也可由卤代三烃基锡r 3 s 嵌与羧酸盐反应制得。近年来，许多有 机锡化合物的x 射线结构分析已经证明：由于锡原子具有空的5 d 轨道，它不仅能象与它 同族的碳硅那样形成四配位化合物3 1 1 ，如图1 中的( 1 ) ，而且锡原子也可以同配位体上非 2 东北师范大学硕士学位论文 键电子对形成高配位的有机锡化合物。因此在这类化合物中，由于参加反应的羧基上存 在着两个可配位的氧原子，因而酰基氧有可能同锡原子配位而形成五配位的化合物，这 种配位键的形成可能是分子内的如图1 中( 2 ) ，也可能是分子间的，如图1 1 中( 3 ) 。x 射 线衍射光谱表明在碳中通过羧基的桥联作用，形成线性的聚合物。在中心锡原子的周围， 三个来自r 基的碳原子和两个来自不同羧酸根的氧原子形成五配位的三角双锥结构【3 2 1 。 三烃基锡羧酸酯结构有以下三种形式： 央上士 r - c 1 3 2 二烃基锡羧酸酯的结构类型 通常用二烃基锡氧化物r 2 s n 0 和羧酸r c o o h 以化学计量比为1 ：1 和1 ：2 分别进行 应，合成结构为 r 2 s n ( 0 2 c r7 ) 2 0 2 和r 2 s n ( 0 2 c r7 ) 2 两种有机锡羧酸酯。反应的第一步可 能生成 r 2 s n ( o h ) ( 0 2 c r ) ，然后发生自身脱水缩合得到 r 2 ( 0 2 c r 7 ) s n 0 s n ( 0 2 c r ) r 2 或和 其他羧酸分子反应生成二羧基化合物r 2 s n ( 0 2 c r ) 2 。其中1 ：1 的反应产物 r 2 ( 0 2 c r 7 ) s n o s n ( 0 2 c r 7 ) r 2 通常是二聚物，其反应过程如下【3 3 】： r 2 s n o + r c o o h 【r 2 s n ( o h ) ( o o c r 。) 1 r c 。h l。r：sn。h，。cr， 地r 北。 【r 2 ( r c o o ) s n o s n ( o o c r ) r 2 】2 1 3 2 1 【r 2 s n ( 0 2 c r 7 ) 2 】的结构 r 2 s n ( 0 2 c r 7 ) 2 】的典型结构见图1 2 ，此类化合物具有平面对称的单核结构，同一羧 基的两个氧原子同时与锡原子不对称螯合，从而使锡原子采取六配位形式，形成扭曲的 梯形双锥构型 3 4 3 6 。较短的s n o 键长为正常的共价键长，而较长的s n o 键长变化 3 艮 一 o c o r i 卸 一 r 东北师范大学硕士学位论文 1 矗甲2 r 羔rc o 量人r 三鼗譬迄 吣 4 ：一：黟一 一s ： 一套一之 东北师范大学硕士学位论文 兹游警 一结构类型i 结构类型i ，见图1 4 ，是迄今为止最常见的结构模式，该结构是基于一个s n 2 0 2 四 员环的中心对称结构，两个环外锡原子同时与s n 2 0 2 四员环上的桥氧原子键合，使得环 上桥氧原子采取三配位形式。根据配位方式的不同，四个羧基分成两组，一组通过桥 o ( 2 ) 和0 ( 3 ) 以双齿配位方式同时与一个环内锡原子s n ( 1 ) 及一个环外锡原子s n ( 2 ) 成键， 由于空间位阻的影响，不对称的s n o 键键长相差o 0 2 珈0 3 衄；另一组羧基通过一 个桥氧原子0 ( 4 ) 与环外锡原子s n ( 2 ) 成键，而形成单齿配位方式，同时0 ( 4 ) 与环内锡原 子s n ( 1 ) 形成分子内弱配位，s n ( 1 ) o ( 4 ) 配位键长范围为o 2 6 _ _ o 2 9i l i i l 【3 8 州j 。 图1 4 聊ei 的结构图 r 二结构类型i i 第二种类型“r 2 s n ( 0 2 c r ) 】2 0 2 【4 卜4 5 】的结构图见图1 3 聊ei i ，这类结构也具有和类 型i 相同中心对称的s n 2 0 2 四员环，不同之处在于羧基的一个o ( 2 ) 起双齿配体作用，与一 个环内锡原子和一个环外锡原子成键。环内锡原子为五配位，构成以锡原子为中心的扭 曲三角双锥构型。另一个羧基的两个氧原予以双齿配位螯合在一个环外锡原子上，从而 使环外锡原子为六配位，构成一种扭曲的斜梯形双锥构型。如 ( c h 3 ) 2 s n ( 0 2 c c 6 h 4 n h 2 巾) 2 0 2 的结构( 见图1 5 ) 。 东北师范大学硕士学位论文 图1 5 【( c h 3 ) 2 s n ( 0 2 c c 6 h 4 n h 2 节) 】2 0 2 的分子结构图 三结构类型i i i 第三种类型 r 2 s n ( 0 2 c r ，) 】2 0 2 【4 6 4 7 】的结构图见图1 6 ，这类结构也具有和类型i 相同的中心对称的s n 2 0 2 四员环，不同之处在于类型i 有两个双齿和两个单齿羧基，而 在类型i i i 中有三个双齿和一个单齿羧基，从而分子表现为非对称。另外，单齿羧基中 与外环锡原子s n ( 4 ) 成键的氧原子o ( 9 ) ，同时与分子内环内锡原子s n ( 2 ) 产生较弱的配位， s n ( 2 ) o ( 9 ) 键长2 8 91 1 1 1 1 ，这一点与类型i 相似。最重要的是没有配位的氧原子0 ( 1 0 ) 与另一分子的外环锡原子s n ( 3 ) 形成分子间配位，s n ( 3 ) o ( 1 0 ) 键长2 5 6 哪。由于该分 子间配位的存在，使得类分子可以构成一维链状结构。在这个结构类型中，s n ( 1 ) 和s n ( 3 ) 为六配位，构成以锡原子为中心的扭曲八面体构型，而s n ( 2 ) 和s n ( 4 ) 为五配位，构成以 锡原子为中心的扭曲三角双锥构型。 图1 6 聊ei i i 的结构图 6 东北师范大学硕士学位论文 四结构类型i v 第四种类型 r 2 s n ( 0 2 c r7 ) 2 0 2 【3 8 ，4 o 】的结构图见图1 7 。在此类结构中，所有的羧 基均为双齿桥配体，分子为中心对称，根据不同的几何构型，可以把锡原子分成两类， 两个环内锡原子为六配位，构成以四个氧原子决定一个平面，以锡原子为中心的扭曲八 面体构型；两个环外锡原子为五配位，构成以锡原子为中心，以o ( 3 ) 和o ( 5 ) 为顶点的扭 曲三角双锥构型。结构类型i v 可以认为是结构类型i 的异构体，这充分体现了分子能 量的微小差别，特定的羧基所采用的配位方式取决于具体的晶体生长条件。 图1 7 聊ei v 的结构图 五结构类型v 第五种结构类型 r 2 s n ( 0 2 c r7 ) 2 0 2 【5 l 】的结构图见图1 8 。这类分子通过3 o x o 桥氧 原子一个梯状结构模式，其中也具有一个s n 2 0 2 中心对称的平面四员环核。环上氧原子 为三配位，这是因为它同时与两个环内锡原子和一个环外锡原子成键。其中一个羧基利 用一个桥氧原子以双齿同时与一个环外锡原子和一个环内锡原子成键，而另一个羧基也 利用一个氧原子与一个环外锡原子键合，从而形成梯状结构。 n b u 2 s n 0 2 c c 5 h 4 n d 2 0 2 的分子结构中，配体吡啶甲酸通过o ( 4 ) 和n ( 2 ) 与s n ( 2 ) 螯合配位，o ( 4 ) 同时与s n ( 1 ) 形成分 子内弱配位，s n ( 1 ) o ( 4 ) 的配位键键长为o 3 0 6 6n m 。0 ( 5 ) 与锡原子也没有形成配位键。 s n ( 1 ) 为五配位，构成以锡原子为中心，以o ( 17 ) 和o ( 2 ) 为轴扭曲三角双锥构型， o ( 17 卜s n ( 1 卜o ( 27 ) 角为1 4 6 8o 。s n ( 1 ) 为六配位，构成以锡原子为中心，以0 3 n 为伏平 面的扭曲八面体构型，c s l 卜_ c 角为1 4 6 4o 。 东北师范大学硕士学位论文 1 4 选题意义 图1 8 n - b u 2 s n 0 2 c c 5 h 4 n d 】2 0 ) 2 的分子结构 自1 9 7 2 年b r o w n 首次发现三苯基锡乙酸酯p h 3 s n 0 2 c c h 3 具有抑制小鼠肿瘤的生长 作用和1 9 8 0 年c r o w e 首次详细报道有机锡配合物r 2 s n x 2 l 2 ( r = m e ，e t ，p r ，b u ，p h ；x = 卤素， c n s ；l = n ，o 配体) 的抗癌活性以来，有机锡配合物的研究已经越来越受到人们的关注 5 2 】，设计与合成低毒高效的具有高生物活性的新型有机锡配合物已经成为研究的热点 之一。对有机锡化合物生物活性特别是抗癌机制及其构效关系的研究是有机锡化学的重 要研究内容之一，人们渴望能揭示出构效性与生物活性的关系，从而设计出新型的具有 良好的杀菌性和抗癌活性的有机锡配合物。 通过查阅大量文献我们得知在过去的几年里，人们合成了大量的有机锡( ) 羧酸酯 s i 卜旬键自组装配合物，并获得了很多新奇结构，由于锡原子具有空d 轨道的结构特点， 锡原子易于和杂原子配位得到各种结构配合物，在有机锡( ) 羧酸酯中，根据有机羧酸 的化学计量的不同，可以得到不同结构的配合物，中心锡原子配位方式的不同导致了其 生物活性的差异，有机锡( i v ) 羧酸酯的丰富多样的结构为研究构效关系提供了大量的结 构信息。但基于芳香酐的付克酰基化反应合成的含有活泼羰基的一元有机羧酸与烃基锡 形成的配合物尚未见文献报道。本文拟通过芳香酐的付克酰基化反应合成系列含有羰基 的一元有机羧酸，然后与毒性较低的二丁基氧化锡进行s n 一0 键自组装，目的是获得一 些新型的有机锡羧酸酯，并通过x 一射线衍射测出它们的晶体结构，并初步研究其杀菌活 性，为研究其构效关系提供有用的结构信息。 8 东北师范大学硕士学位论文 2 1 仪器 电动搅拌器 磁力加热搅拌器 电子天平 数字熔点仪 循环水式多用真空泵 干燥箱 元素分析仪 四圆衍射仪 红外光谱仪 1 h 核磁共振仪 旋片式真空泵 2 2 试剂 无水乙醇 无水甲醇 氢氧化钠 浓盐酸 氢氧化钠 无水三氯化铝 苯 甲苯 异丙苯 乙基苯 顺丁烯二酸酐 邻苯二甲酸酐 蒽 第二章仪器与试剂 d j 一1 型 c h j 一1 型 f a l 0 0 4 w r s 一1 a s h b i i i 1 0 1 2 型 c a r l o e r b a l1 0 6 b m k e rs m a r ta p e x m a g l l a5 6 0 f t - i r u n i t y - 4 0 0 2 x 2 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 分析纯 化学纯 化学纯 分析纯 分析纯 分析纯 9 山东鄄城华鲁电热仪器有限公司 上海南汇电讯器材厂 上海天平仪器厂 上海物理光华仪器厂 郑州长城仪器厂 上海实验仪器总厂 意大利 德国b m k e r 公司 国n i c o l e t 公司 美国v 撕a n 公司 沈阳教学仪器厂 北京化工厂 北京化工厂 北京化工厂 长春试剂厂 北京化工厂 天津市天大化学试剂厂 天津市北联精细化学品开发有限公司 北京化工厂 上海试剂一厂 天津市化学试剂二厂 北京益利精细化学品有限公司 北京化工厂 北京化工厂 东北师范大学硕士学位论文 第三章2 一( 4 一甲基苯甲酰基) 苯甲酸二正丁基锡酯的合成、晶体结 构及生物活性的研究 3 1 引言 有机锡( i v ) 羧酸酯类化合物可广泛地用作杀虫剂、杀菌剂、防污涂料和均相催化剂 等，许多有机锡化合物都具有生物活性【8 】，南开大学谢庆兰等为了研究烃基的改变对有 机锡羧酸酯结构及生物活性的影响，合成了一系列有机酸酯r c 0 2 s i 浓l ( r = 低级烷基、 芳基、呋哺基、芳氧甲基；r l = c y 3 ，b u 3 ，( c h 2 s i m e 2 p h ) 3 ，( c h 2 p h c y b u 2 ，c y 2 b u ，m e c y 2 ) ，发现 与锡原子相连的烃基对锡原子构型有密切关系。所有化合物都具有高效杀螨活性，有的 还具有高效杀菌活性，除草活性和调节植物生长作用 5 3 1 。在最近的几年罩，人们发现许 多三烃基卤化锡和二烃基卤化锡配合物具有良好的抗肿瘤活性，实验证明某些有机锡配 合物比普通的重金属抗癌药如顺铂的抗癌活性高。g i e l e nm 等制备了取代苯甲酸三苯基 锡酯p h 3 s n 0 2 c c 6 h 2 x y z ，并对其抗癌活性进行了研究，结果发现它们的抗m c f 7 ( 乳腺 癌) 和抗w i d r ( 结肠癌) 活性均高于抗癌药物顺铂c i s p l a t i n ，e t o p o s i d e 和d o x o m b i c i n 【5 4 】， g i e l e nm 等还制备了类似于卡铂类( c a r b o p l a t i n ) 抗癌药物的二烃基锡羧酸酯，发现它们 具有良好的抗m c f 7 和抗w i d r 活性【5 4 1 。c r o w e 认有机锡化合物抗癌作用机制在于它们 能形成活性配离子 r 2 s n 2 + ，直接与d n a 碱基结合；且活性与s n o ，s n n ，s n s 键长成正 比【5 5 】。 本章通过邻苯二甲酸酐与甲苯在无水三氯化铝催化下发生付克酰基化反应合成了 2 ( 4 甲基苯甲酰基) 苯甲酸( h l l ) ，h l l 与正二丁基氧化锡在无水苯容剂中加热回流脱水 合成一种新型的二正丁基锡二2 ( 4 甲基苯甲酰基) 苯甲酸酯( 1 ) ，并用无水乙醇重结晶， 通过红外光谱、核磁共振氢谱、x 射线衍射单晶测试确定其分子结构，并初步测试了其 生物活性，表明化合物( 1 ) 具有良好的杀菌活性和抗癌活性。 3 2 实验部分 3 2 1 合成路线 a l c l 3 5 5 。c 1 0 h l l 东北师范大学硕士学位论文 h l l + n - b u 2 s n o _ - n 。b u 2 s n ( l 1 ) 2 】o ) 2 r e 翻u x i n g ( 1 ) 3 2 2 配体2 一( 4 一甲基苯甲酰基) 苯甲酸( 甩。) 的合成 配体h l l 按文献p 机 j 合成，在2 5 0 m 1 三口烧瓶上安装电动搅拌器和回流冷凝管， 冷凝管上口装配一无水氯化钙干燥管，后者与氯化氢接收装置连接，烧瓶的第三口用套 有温度计的软木塞塞紧，将烧瓶置于水浴中加热。向烧瓶中加入邻苯二甲酸酐( 5 9 2 4 岛 0 0 4 m 0 1 ) 和无水甲苯( 2 2 1 1 3 6 9 ，o 2 4 m 0 1 ) ，然后在水浴中微热搅拌，待邻苯二甲酸酐全部 溶解后，分批加入无水三氯化铝( 1 0 6 6 7 2 o 0 8 m 0 1 ) ，反应随即开始。若反应过于激烈， 可停止加热并冷却，待反应缓和时，继续搅拌，维持反应温度4 0 4 5 ，反应约4 小时， 待不再有氯化氢生成，即表明反应已经完成。然后将产物移入烧杯中，缓慢滴入冰浴过 的1 0 的盐酸，冷却后减压蒸馏，滤饼用2 0 氢氧化钠溶液溶解，而后通过水蒸气蒸 馏除去甲苯，蒸馏后液体经过虑、1 0 的盐酸酸化后、析晶过滤，最后真空干燥得产品， 产率8 8 12 。m p 10 2 - l0 4 ；瓜( k b r ) ：v ( 0 - h o ) 3 4 4 3c m 叫；v 。( c 0 0 ) 171o ，16 8 0 ；v 。y r n ( c o o ) 1 4 5 8 ，1 4 1 0 ；1 h n m r ( c d c l 3 ，6 ) ：2 3 9 ( s ，3 h ，一c h 3 ) ，7 1 9 - 7 6 4 ( m ，8 h ，a r - h ) ，1 1 6 5 ( s ，1 h ，c 0 0 h ) 。 3 2 3 晶体 矿b u 。s n ( l 。) ： ：o ：( 1 ) 的合成 在1 0 0 m l 三角烧瓶中，加入无水苯1 5 m l 、2 ( 4 甲基苯甲酰基) 苯甲酸 ( o 2 4 0 3 9 ，1 m m 0 1 ) 、二正丁基氧化锡( o 2 4 8 9 9 ，1 m m 0 1 ) ，在搅拌下加热回流8 小时，用油水 分离器除掉反应中生成的水，反应结束用旋转蒸发仪浓缩反应液至较小体积，将反应液 转移到5 0m l 小烧杯中，加入3 0 m l 乙醇溶解，过滤后，滤液静置3 天后，重结晶得到 无色透明晶体，过滤后干燥即得产品，产率：6 3 4 。m p ：1 8 8 1 9 0 。元素分析( ) ： c 9 2 h 1 1 6 0 1 4 s i l 4 ，计算值( ) ：c ，5 7 5 3 ；h ，6 0 9 ；o ，1 1 6 6 ；s n ，2 4 7 2 ；实测值：c ，5 7 5 1 ；h ，6 1 1 ；o ， 1 1 6 3 ；s n ，2 4 7 1 。服( k b r c m - 1 ) ：v ( c h ) 2 9 5 6 ，2 9 2 7 ，2 8 6 9 ；v 。( c o o ) 1 6 6 6 ，1 5 4 9 ；v s ( c o o ) 1 4 0 0 ， l3 5 4 ；v ( s n - o - s n ) 6 8 7 ，6 7 0 ，6 3 6 ；v ( s n - c ) 5 4 4 ，4 9 3c m 。1 hn m r ( c d c l 3 ，p p m ) o 7 4 ( t ，2 4 h ，j = 6 9 ，一c h 3 ) ，1 0 7 - 1 3 0 ( m ，4 8 h ，s n c h 2 c h 2 c h 2 - ) ，2 3 7 ( s ，1 2 h ，a r - c h 3 ) ，7 2 7 7 ( m ，3 2 h ， a r - h 1 。 3 2 4 晶体( 1 ) 的结构测定： 选取配合物l 尺寸为o 3 5 m m 0 3 2 m m x 0 2 5m m 的单晶进行衍射数据收集。用b m k e r a p e xc c d 射线衍射仪在( 2 9 3 2 ) k 下，用石墨单色化m o ( 九= 0 0 7 1 0 7 3 啪) 光作为入 射辐射。以够扫描方式，在3 o o o 2 0 5 2 1 6 0 范围内共收集8 5 81 个独立衍射强度数据， 其中4 5 9 4 个为可观测点 i 2 0 ( i ) ，并用于结构修正，全部强度数据均经l p 因子校正及 经验吸收校正。晶体结构用直接法解出( s h e l x l 9 7 ) 【5 8 】。用全矩阵最小二乘法进行精修， 非氢原子用各向异性温度因子进行修正，除了氧上的氢原子外，所有氢原子坐标由理论 东北师范大学硕士学位论文 计算确定，最终偏离因子分别为：r 1 = 0 0 5 3 5 ，w r 2 = 0 0 8 0 8 。配合物的晶体结构如图3 5 ， 晶体数据和结构精修的数据列于表3 1 中，键长和键角数据列于表3 2 中。 表3 1 配合物( 1 ) 的晶体数据和结构精修的数据 e m p i r i c a lf o m u l a f o m u l aw e i g h t t e m p e r a t u r e w a v e l e n g t h c 呵s t a ls y s t e m s p a c e 毋o u p u 1 1 i tc e l ld i m e n s i o n s 、，o l u m e z d c a b s o 嘶0 nc o e 伍c i e m f ( 0 0 0 ) c 巧s t a ls i z e 0r a n g ef o rd a t ac o l l e c t i o n l i m i t i n gi n d i c e s r e n e c t i o n sc o l l e c t e d i n d e p e n d e n tr e n e c t i o n s c o m p l e t e n e s st o0 = 2 6 0 8 。 a b s o 印t i o nc o r r e c t i o n m a x a n dm i n t r a n s m i s s i o n r e f i n e m e n tm e t h o d d a t a r e s t r a i n t s p a r a m e t e r s g o o d n e s s o f f i to nf 2 f i n a lr i n d i c e s i 2 s i g m a ( i ) ri n d i c e s ( a ud a t a ) c 9 2h 1 1 60 1 4s 1 1 4 1 9 2 0 6 1 2 9 3 ( 2 ) k o 7 1 0 7 3a t r i c l i n i c p i a = 1 1 5 8 6 ( 3 ) a0 【= 6 8 2 7 4 ( 4 ) o b = 1 4 7 1 8 ( 4 ) ap = 7 1 6 7 7 ( 4 ) 。 c = 1 4 8 9 2 ( 4 ) a 丫= 7 6 9 3 8 ( 4 ) o 2 2 2 2 1 ( 1 0 ) a 3 l 1 4 3 5 c m 1 1 7 1m m 。l 9 8 0 0 3 4 6m mxo 3 1 7m mx0 2 4 9m m 1 5 0 0 2 6 0 8 0 - 1 4 = h = 1 2 ，1 3 = k = 1 8 ，一1 8 _ l = 1 8 1 2 9 5 4 8 5 8 l r ( i n t ) = 0 0 7 7 1 】 4 5 9 4 9 7 3 s e m i - e r n p i r i c a l 丘o me q u i v a l e m s o 4 8 3a n d0 4 5 6 f u l l - m 撕xl e a s t s q u a r e so nf 2 4 5 9 4 o 5 0 4 0 7 8 4 r l = o 0 5 3 5 ，w r 2 = 0 0 8 0 8 r l = 0 1 1 5 3 ，w r 2 = 0 0 9 7 6 l a r g e s