二氯二吡嗪根合铜(Ⅱ)配合物的合成和晶体结构

夏道成，姚纪欢，韩 双，王洪富，张运龙，杨世承

(1.运城学院化学系,山西运城044000;2.东北师范大学化学学院，吉林长春130012)

二氯二吡嗪根合铜(Ⅱ)配合物的合成和晶体结构

夏道成1，2，姚纪欢1，韩 双1，王洪富1，张运龙1，杨世承1

(1.运城学院化学系,山西运城044000;2.东北师范大学化学学院，吉林长春130012)

本文首次用吡嗪二甲酸为起始原料与二水氯化铜反应，合成了以吡嗪根为配体的单核铜(Ⅱ)配合物.对该配合物进行了元素分析表征，并对其进行了X-射线单晶结构测定.该单晶属于单斜晶系，空间群为P 2(1)/c，其晶胞参数为a=3.860 7(8)A。、α=90°，b=8.573 1(17)A。、β=92.00(3)°，c=16.997(3)A。、γ=90°,V=562.2(2) A。3.在该配合物中每个吡嗪根提供一个氮原子配位于Cu(Ⅱ)离子而形成一平面，而两个氯原子分别配位于该四方形平面的上下方，形成矩形.

合成 晶体结构 配合物 吡嗪二甲酸

吡嗪、吡嗪甲酸和吡嗪多酸类化合物是一类应用广泛的桥联配体.探索该类配合物的构效关系，将对合成新型功能材料及探索生命机理具有重要的理论和现实意义[1-2].我们首次用吡嗪二甲酸为起始原料，与二水乙酸合铜反应得到二氯吡嗪合铜配合物，它是以吡嗪根为配体的单核铜(Ⅱ)配合物，并研究了其晶体结构.

1 实验部分

1.1 仪器和材料

1.1.1 仪器

元素分析仪：Flash EA1112型；单晶结构分析仪: Regaku R-AXIS RAPID IP 4-circle X-ray diffraction.

1.1.2 药品

在实验里所用药品均从化学药剂商店购得，均为分析纯.

1.2 实验过程

1.2.1 X-射线测量晶体结构

晶体结构的测定在Regaku R-AXIS RAPID IP 4-circle X-ray diffraction上进行.采用石墨单色化的Mo Kα(λ=0.71073A。)辐射和ω-2θ扫描方式收集衍射数据.在3.38°<θ<27.46°范围内对该配合物单晶共收集到5297个衍射点,其中独立衍射点为1 274个，用于单晶结构的解析.对所有非氢原子的各向异性热参数进行了全矩阵最小二乘法修正.有关晶体结构参数见表1.

表1 晶体参数

1.2.2 吡嗪根合铜(Ⅱ)配合物的合成

吡嗪二甲酸(O.336 g,0.2 mmol)和二水氯化铜(0.169 g,0.1 mmol)在DMF(10 mL)中，加入适量1，8-二氮杂-双环(5，4，O)十一碳烯-7(DBU)为催化剂，在135℃下加热回流反应24 h，抽滤得到蓝色固体，用水和甲醇洗固体，收集溶液，在空气中自然挥发，重结晶得到蓝色晶体.合成路线见图1.产率0.041 g(9%).

图1 Cu(CPY)2(H2O)2的合成路线

2 结果与讨论

2.1 配合物的元素分析

C8H8Cl2CuN4，分子量292.94,实验值 (%):C, 32.44;H,2.62;Cu,24.68;N,19.40，理论值(%):C, 32.61;H,2.74;Cl,24.07;Cu,21.57;N,19.02.测定值与理论值基本吻合.

2.2 合成

吡嗪二甲酸在DMF溶液中，加热条件下，吡嗪二甲酸脱羧，吡嗪与氯化铜离子反应生成了二氯吡嗪根合铜(Ⅱ)配合物.

2.3 晶体结构

图1显示了该配合物的配位结构及原子标号.该单晶属于单斜晶系,空间群为P 2(1)/c，其晶胞参数为：a=3.860 7(8)A。、α=90°，b=8.573 1(17)A。、 β= 92.00(3)°，c=16.997(3)A。、γ=90°，V=562.2(2)A。3.(其晶体数据详见表1).其氢键数据如表2所示.图2和图3给出了该晶体的单胞结构及该配合物在晶体中的排列方式.由图2可知，Cu(Ⅱ)离子被来自于两个吡嗪根的羧基N原子配位，吡嗪根的所有原子与Cu (Ⅱ)离子基本位于同一平面.来自于两个氯原子分别位于该四方形的上下方而与Cu(Ⅱ)离子所配位，使Cu(Ⅱ)离子形成四方形的配位环境.表3的数据表明，来自于两个氯原子的配位键长大于来自于吡嗪根配位原子的配位键长.这也说明Cu(Ⅱ)离子位于一拉长的矩形环境中.

图2 晶体结构

图3 晶体分子堆集图

表2 氢键参数

表3 键长和键角

3 结论

本文首次用吡嗪二甲酸为起始原料与二水乙酸合铜反应得到二氯二吡嗪合铜配合物，合成了以吡嗪根为配体的单核铜 (Ⅱ)配合物.对该配合物进行了元素分析和X-射线单晶结构表征，证明其结构.

[1]Yu-Cang Liang,Mao-Chun Hong,Jia-Cheng Liu,et al.Hydrothermal syntheses,structural characterizations and magnetic properties of cobalt(II)and manganese(II)coordination polymeric complexes containing pyrazinecarboxylate ligand[J].Inorganica Chimica Acta，2002，328：152-158.

[2]Delia M Ciurtin,Mark D,Smith H C，et al.New one-and two-dimensional cadmium iodide/pyrazinecarboxylate-based coordination polymers[J].Polyhedron,2003,22:3043-3049.

Abstract：The mononuclear complex C8H8Cl2CuN4 with pyrazine and chlorine atom as ligands has been synthesized by Pyrazine-2,3-dicarboxylic acid and CuCl2.2H2O as starting materials at first time.The complex was characterized through elemental analysis and its crystal structure determined with X-ray crystallography.The crystal belongs to monoclinic system,space group P 2(1)/ c，with a=3.860 7(8)A。、α=90°，b=8.573 1(17)A。、β=92.00(3)°，c=16.997(3)A。、γ=90°,V=562.2(2)A。3.In the complex the Cu(Ⅱ)ion was coordinated by two nitrogen atoms and two chlorine atoms,in which the two nitrogen atoms come from two pyrazine moleculars.The coordinated environment of the Cu(Ⅱ)is a rectangular.

Key words:synthesis;crystal structure;complex;pyrazinecarboxylic acid

〔编辑 杨德兵〕

The Synthesis and Crystal Structure of Copper(Ⅱ) Complex Generated from Pyrazine Ligand

XIA Dao-cheng1,2,YAO Ji-huan1,HAN Shuang1,WANG Hong-fu1,ZHANG Yun-long1,YANG Shi-cheng1
(1.College of Chemistry,Northeast Normal University,Changchun Jilin,130012; 2.College of Chemistry,Yuncheng Univercity,Yuncheng Shanxi,044000)

O621.3

A

1674-0874(2010)04-0029-03

2010-05-30

国家自然科学基金资助项目[60307002][20472014];山西省青年基金[2010021010-3];运城学院院级重点项目[975175];东北师范大学校内博士后基金[111900026].

夏道成(1976-)，男,山东潍坊人，博士后,讲师，研究方向：金属有机化学.