多胺铜配合物的合成及晶体结构*

谢金宇

(福建省特色生物化工材料重点实验室、绿色能源与环境催化福建省高校重点实验室、宁德师范学院化学与材料学院 福建宁德 352100)

化学作为一门基础学科，在发展过程中出现了无机、有机、物理化学等多个分支，这些分支在以前被认为是相互独立的，而近几十年，配位化学打破了这种界限，配位化学以无机化学为基础，不断的向有机、生物、固体化学进行渗透，而它的一个渗透作用也被当成了各个分支化学中的结合点[1]，所以配位化学现在已经成为了当前的化学领域中的一个具有重大科研价值的研究方向。

1多胺配合物

从结构上面来看，多胺可以被分成三种，一种是精胺,另一种是亚精胺,还有一种是腐胺。多胺有巨大的医药研究价值,例如腐胺的衍生物被作为药品来治疗疟疾有很好的效果。除此之外，多胺类产品还能在软化水质、解毒等方面也能发挥巨大的作用[2-5]。多胺的这种广泛应用是建立在他们与较多的金属发生反应，进而产生较为强烈的配位反应，并且多胺还拥有着较高的热稳定性，不仅如此，还能与很过的过度金属、稀土元素以及一些的有机阳离子等形成相关的配合物，就连细胞的生长和分裂也离不开自然界中存在的天然多胺。文章合成了一种新的多胺单核铜配合物。

2实验

2.1原料试剂与仪器

该实验需要用到的原料试剂及主要仪器详见表1。

表1 实验所需材料试剂表

2.2中间体N，N'-二(2-乙氰基)-4-甲氧基苄胺的合成

该次中间体的合成主要原材料是4-甲氧基苄胺和丙烯腈，为了使反应更加充分的发生，丙烯腈需要过量添加。具体实验步骤为：在实验室正常环境下，称量16.0g丙烯腈，在冰浴条件下将其滴加到4-甲氧基苄胺溶液中(200mL，0.1mol)，随后使用60℃的油浴加热，同时接受搅拌，使其充分反映90h后，待溶液分层即表示反应完成[6]。随后使用旋转蒸发仪旋蒸得到淡黄色油状粗产品，将油状粗产品进行萃取并洗涤，萃取试剂为二氯甲烷，洗涤试剂为蒸馏水。使用无水Na2SO4进行干燥，干燥时间为8h以上，减压蒸后得到N，N'-二(2-乙氰基)-4-甲氧基苄胺(中间体1)。

2.3合成多胺N，N'-二(3-氨丙基)-4-甲氧基苄胺

称量11g NaBH4，并配置8mol/L的氢氧化钠溶液70mL，随后将NaBH4溶于NaOH溶液中得到溶液1备用；将10g Raney-Ni与23.5g中间体1进行混合，混合之后得到溶液2；在60℃油浴的条件下，将溶液1滴加到溶液2之中。滴加完毕之后，在室温环境下使两者进行充分反应，反应时间在12h以上，随后通过过滤去除Raney-Ni，而后将所得滤液进行旋蒸。旋蒸的目的是去除物质中所含的所有溶剂，最终得到淡黄色的油状物[7]。再次进行萃取和干燥，所用试剂和步骤与前一次相同，最后进行旋蒸去除溶剂，得到21.5g N，N'-二(3-氨丙基)-4-甲氧基苄胺，产出率为88%。

3结果与讨论

3.1中间体2的合成

中间体2的合成过程如下图所示：

图1 中间体2的合成过程图

根据图1所示的流程，该次所分析的多胺铜化合物主要过程是两个反应，第一个为4-甲氧基苄与丙烯腈的加成反应，第二个是在Raney-Ni催化下，与NaBH4发生的还原反应，最终得到成品。由于第二个反应会有钠盐参与，所以在最终成品中会引入少量的钠盐，后续提纯工作将变得至关重要，该实验通过精准控制反应物料量等方法，成功的分离了最终的反应产物。同时这些操作步骤也较为科学合理，反应的产率达到了86%。

3.2多胺铜配合物光谱性质

根据观察红外光谱的情况来看，多胺铜配合物在2889-2962cm-1处发现了一种连续的不对称性的伸缩振动，在3206-3261cm-1附近出现了三个裂分吸收峰，这是胺基配位造成的结果。

根据多胺铜配合物在甲醇溶液中的电喷雾质谱图可以看出，分子离子峰为933.25占优势，这个是多胺铜离子溶剂化的分子离子峰 (m/z =933.25)。这说明了Cu2+离子和4，4'-联吡啶可以在甲醇中形成稳定的配合物。由此可以进一步显示，多胺铜配合物的结构能够以一种稳定的形式存在于甲醇中。

3.3多胺铜配合物的晶体结构

根据多胺铜配合物的晶体结构，配合物是由铜离子与高氯酸跟阴离子共同组成的，Cu2+与N1.2.3及N4和 O21配位结构类似于一种扭曲的锥状体结构。N1-N4组成了锥形的底平面，铜离子为锥形的顶部，Cu例子到底平面的距离测量为0.1630Å。

多胺铜配合物的分子连接中，通过连接两个多胺铜分子可以显示出多胺铜配合物分子的状态，分子中的吡啶环是处于一种交错的状态中，不仅如此，还存在有一种典型的堆积作用，就是π-π堆积。而且这两个分子之间是通过N-H-N之间的氢键来相互连接。

配合物相关数据如表2所示。

表2 多胺铜配合物的晶体数据

多胺铜配合物的键长和键角数据见表3和表4所示。

表3 多胺铜配合物键长数据

表4 多胺铜配合物键角数据

4结论

文章研究了4-甲氧基苄胺为主要原材料，通过加成反应和催化还原反应，生成了N，N'-二(3-氨丙基)-4-甲氧基苄胺，随后与高氯酸铜反应，最终生成多胺铜配合物。在对配合物进行红外光谱等分析之后，发现人工合成的多胺铜配合物的结构类似于扭曲的四底边锥形结构，通过电喷雾质谱分析发现多胺铜配合物在甲醇溶液中可以稳定存在。多胺铜配合物的合成只是相关研究的起步阶段，未来需要进一步研究大环多胺配合物等前沿化学应用领域。