论文有机化学开题报告书

1、.PAGE 331 2021 届本科毕业设计论文开题报告题 目 咪唑二四唑与Mg(II)、CaII配合物的合 成与表征 学 院 化学与材料工程学院 年 级 20*级 专 业 化学师 班 级 *学 号 *姓 名 * 校导师 * 职 称 *校外导师 职 称 毕业设计(论文)题目咪唑二四唑与Mg(II)、CaII配合物的合成与表征一、课题的目的和意义： 配位化学是在无机化学根底上开展起来的一门边沿学科，主要研究对象为配位化合物(Coordination pounds，简称配合物) 。50年代以来以其与有机合成化学和构造化学相结合为特点，开场了无机化学的复兴时期，从而在实际上打破了传统的无机、有机和物

2、理化学的界限，进而成为各化学分支的结合点。在众多配合物中金属离子和有机配体形成的配合物以其把戏繁多的价键形式和空间构造，在化学键理论开展、配合物性能等多样性方面引起了人们广泛的研究兴趣。随着价键理论、晶体场理论以及分子轨道理论的相互穿插，不断开展，配位化学也得到了空前的开展，不再作为无机化学的边沿科学，突破传统配位化学概念，成为一门独立的化学分支而活泼于化学科学领域。含氮杂环化合物的研究所涉及围比较广，实际应用也是比较多，包括在农药、医药以及材料方面等。含氮杂环类化合物含有一个或多个N原子，N原子能与金属进展配位，形成配位络合物，另外，对于绝大局部的含氮杂环是具有芳香性的，对于研究络合物(如茂

3、金属等)，是具有很广的研究空间和很深的研究价值的。四唑及其衍生物具有高氮含量、高生成焓、易于实现氧平衡、平安以及环境友好等特点, 目前对于多氮含能化合物的研究成为了国际含能材料研究领域的热点，如作为高能钝感炸药、火箭推进剂、气体发生剂以及焰火剂等。同时由于其分解产物为清洁的氮气，因此多氮化合物被称为“绿色含能材料。此外, 四唑类及其衍生物在各种功能材料中有着广泛的应用, 如可作为碳化氮纳米材料的前驱体；局部四唑类化合物还可用作生物医药材料、农药材料等；构造中的氮原子具有较强的配位能力，还用于合成构造新颖的功能配合物材料。 理论上多氮化合物中直接相连的氮原子数目越多, 生成焓越大, 分解产物中清

4、洁N2所占比重也越大。本次课题所选用的咪唑二四唑配体是典型的氮杂环化合物，基于文献的检索，发现含氮杂环的配合物因其独特的性质在材料、医学、药学等科学领域显示出应用前景，本课题研究咪唑二四唑与Mg(II)、CaII配合物的合成与表征，重点对配体的配位方式，咪唑二四唑与Mg(II)、CaII配位化合物的合成条件，晶体生成方式进展探究，并对其晶体所具有的构造进展分析，并探究其存在的潜在应用价值前景，对促进配位化学的理论与实践都具有重要的意义。二、课题研究的主要容论文提纲：本课题用咪唑二四唑与 MgII、Ca(II)配位形成新型金属配合物。开展含氮杂环配体的功能金属配合物的研究，不仅能丰富配位化学的理

5、论与实践，而且还能为这类化合物在各种不同领域的应用打根底。1、咪唑二四唑与Mg(II)、CaII配合物的合成方法的研究：溶剂扩散法、挥发法、水热法等。2、反响条件的研究： = 1 * GB3 Mg(II)盐、 CaII盐的种类和用量 = 2 * GB3 配体的用量及溶剂的种类和用量 = 3 * GB3 不同的反响时间。不同的pH； 不同的反响温度以及反响时间等。通过红外光谱、*-射线单晶衍射等仪器分析手段对所得配合物进展表征。分析配合物的晶体构造，通过构造分析研究，对分子自组装的本质和规律做探讨和分析，开拓创造新的分子物种。研究配合物的潜在物理及化学性质，如荧光，热稳定性，催化性质等。文献检索

6、及参考文献目录(列明文献检索的数据库名称及检索策略，参考文献至少15篇以上：文献检索的数据库名称：万方数据库、中国知网、中国科学院、ACS美国化学会 、RSC英国皇家化学会、德国Wiley数据库等。文献检索策略：在数据库中查找配合物、氮杂环配合物、咪唑二四唑等文献。1*志固. 现代配位化M, : 科学工业,1987.2游效曾,孟庆金,万书.配位化学进展M.:高等教育.2000.3为银,配位化学(第一版)M,化学工业,2004.4郭宝章. 配位化学的奠基人维尔纳A.WernerJ. 化学教育, 1981, (6): 37.(6):20-22.6Q.Gang, W.G.Zhang, Y.Dai,

7、An efficient synthesis of 5-substituted 1H-tetrazoles catalyzed by grapheneJ. Polymer Engineering & Science. 2021.02(158):1149-1155.7Bozkurt Ayhan ,Sinirlioglu Deniz , Muftuoglu Ali Ekrem , Novel posite polymer electrolyte membranes based on poly(vinyl phosphonic acid) and poly (5(methacrylamido)tet

8、razole)J.Polymer Engineering & Science. 2021.05(18):260-269.8Kanagathara N , Disli A , Saglam S ,etc. Synthesis, characterization and theoretical studies of 5-(benzylthio)-1-cylopentyl-1H-tetrazoleJ.SPECTROCHIMICA ACTA PART A-MOLECULAR AND BIOMOLECULAR SPECTROSCOPY. 2021.07(071):1011-1018.9Organic C

9、hemistry; Reports Outline Organic Chemistry Study Findings from TechnicalUniversity (Concise Synthesis of Tetrazole-Ketopiperazines .J.Chemicals & Chemistry , 004.01(02):144210H.Zhao, J.*iao Acta.Crystallegr.Sect.E 2021，65，m54210Mihina, Joseph S.; Herbst, Robert M. The Reaction of Nitriles : Synthes

10、is of Monosubstituted Tetrazoles. J. Org. Chem. 1950, 15 (5): 10821092.11Satchell, Jacqueline F.; Smith, Brian J. Calculation of aqueous dissociation constants of 1,2,4-triazole and tetrazole: A parison of solvation models. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4 (18): 43144318.12Brockhaus ABC Chemie, VEB F

11、. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, Seite 1391.13R.A. Henry, W.G. Finnegan: An Improved Procedure for the Deamination of 5-Aminotetrazole in J. Am. Chem. Soc. 76 (1954) 290291.14F. Kurzer, L.E.A. Godfrey: Synthesen heterocyclischer Verbindungen aus Aminoguanidin in Angew. Chem. 75 (1963) 11571175.15

12、Y.*.Li, Z.Y.Sun, T.T.Sun, Cross-linked polymers based on 2,5-disubstituted tetrazoles for unsaturated hydrocarbon detection,RSC ADVANCES,2021,3(44):21302-2130516Y.Li, L.*.Gao, F.S.Han, Efficient synthesis of 2,5-disubstituted tetrazoles via the Cu2O-catalyzed aerobic o*idative direct cross-coupling

13、of N-H free tetrazoles CHEMICAL MUNICATIONS,2021,48(21):2719-2721四、课题研究的根底、现状与趋势(基于对参考文献资料的分析、综合与归纳，不少于1000字)：配位化学作为近代化学分支学科中开展最迅猛学科之一,不仅在配合物分子成键构型上有着深度的研究(包括价键理论、晶体场理论、分子轨道理论以及配位场理论等)，而且在配合物实际应用上的研究成果也是比比皆是(比方催化、储氢、吸附、磁学、光电功能性材料等方面)。配位化学近年来开展迅速，应用前景广泛，已经成为一门主流化学学科而独立于众多化学分支中，自成一派，因其理论容开展丰富(例如把戏繁多的价

14、键形式和空间构型)，实际应用涵盖广泛(比方在分析、生化、环境化学等方面)，使之成为有机化学、分析化学、物理化学、生物化学等较多学科的穿插点，相互渗透促进开展。随着现代配位化学的深入开展,唑类配体很快成为含氮杂环一类具有吸引力的功能性配体而受到关注。这是因为唑类多为多齿配体,具有多个配位点,且配位能力较强,往往能和多种金属离子配位；在与金属离子配位时因其身构造的多样性(鳌合或桥连)容易形成分子聚集体或多维构造的配位聚合物；另外,此类配体是含氮的芳香体系,在形成配合物的过程中易形成堆积以及C一H相互作用,同时氮原子也有易于形成氢键,从而组装出许多具有新颖构造和特殊功能的超分子配合物。含氮杂环类配体

15、配合物不但构造多姿多彩,还具有不寻常的光、电、磁、催化、吸附别离、生物活性等性质,具有良好的应用前景,故受到人们的极大关注和研究。在唑类化合物中,四唑是含四个氮原子的五元杂环,它的骨架为平面构造,具有芳香性。早些年,传统合成四唑条件比较苛刻,同时产率低、后处理困难等,四唑一直被作为药物和其它前体而被研究,它的应用与开展受到了一定的限制。直到近年来,Sharpless报道了一种简单环保、温和的合成四唑的方法之后,四唑及其衍生物越来越受到人们的关注,随之其配位化学也得到了长足的开展,它们的配合物在光、电、磁、催化及生物活性等方面展现出了诱人的前景。随着研究的深入，四唑基被引入到新型多功能配体的设计

16、和合成中。2021年，熊仁根等对水热、溶剂热法原位合成5-取代四唑类配合物；卜显和等设计合成了系列四唑衍生物配体，将配体通过水热或溶剂热与金属离子反响，或直接利用原位反响得到了一些具有良好的荧光、吸附和磁性的功能配位化合物。四唑及其衍生物具有高氮含量、高生成焓、易于实现氧平衡、平安以及环境友好等特点,目前对于多氮含能化合物的研究成为了国际含能材料研究领域的热点，如作为高能钝感炸药、火箭推进剂、气体发生剂以及焰火剂等。同时由于其分解产物为清洁的氮气，因此多氮化合物被称为“绿色含能材料。此外,四唑类及其衍生物在各种功能材料中有着广泛的应用,如可作为碳化氮纳米材料的前驱体；局部四唑类化合物还可用作生

17、物医药材料、农药材料等；构造中的氮原子具有较强的配位能力，还用于合成构造新颖的功能配合物材料。理论上多氮化合物中直接相连的氮原子数目越多,生成焓越大,分解产物中清洁N2 所占比重也越大。本课题组同样注意到了四唑类配体及其衍生物拥有的独特的配位性能，继续对四唑类配体及其衍生物进展设计合成，并成功设计合成了多种四唑衍生物配体。本课题研究的咪唑二四唑配体便是其中的一种，灵活的配位方式使配体与金属离子会产生多样的构造，相信做出的配合物具有更加多元化的应用。本次选择了咪唑二四唑，对此配体的配位方式，Mg(II)、CaII配位化合物的合成条件，晶体生成方式进展探究，并对其晶体所具有的构造进展分析，并探究其

18、存在的潜在应用价值前景，对促进配位化学的理论与实践都具有重要的意义。五、本课题解决思路或实验方法1.查阅相关的文献资料，学习文献中报道的制备方法，设计可行的实验方案。2.设计合成配体的方案，咪唑二四唑配体的设计与合成；3.咪唑二四唑配体的MgII、Ca(II) 配位化合物的合成技术的研究：( 1 ) 溶剂的选择：蒸馏水、乙醇、甲醇、蒸馏水和甲醇、蒸馏水和乙醇等；( 2 ) 金属离子的选择；MgII、Ca(II)( 3 )金属盐和配体之间的用量配比关系；( 4 )不同的反响条件：常温、水热、水浴等以及pH的调控；( 5 )不同的合成方法：扩散法、水热法、挥发法等。4、对其配合物进展性质表征：(1)用红外光谱法对配合物进展初步的鉴定；(2)用*-射线单晶衍射法对晶体进展构造测试；(3)测试配合物的荧光性能，热稳定性等性质。六、工作方案或时间安排起止日期毕业设计(论文)工作进度主要容、完成要求1.01氮杂环配合物的合成的相关资料查询，设计实验方案，制定实验方案。2021.12.01-2021 .01.30撰写开题报告, 对咪唑二四唑配体的MgII、Ca(II) 配位化合物的制备条