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    雙(苯并咪唑-2-葉立德)金屬汞(II)配合物的合成

    2017-12-20 02:00:54遲興寶魏振中
    關(guān)鍵詞:卡賓溴化苯并咪唑

    遲興寶,魏振中

    (淮北師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,安徽 淮北 235000)

    雙(苯并咪唑-2-葉立德)金屬汞(II)配合物的合成

    遲興寶,魏振中

    (淮北師范大學(xué) 化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院,安徽 淮北 235000)

    N-乙基苯并咪唑與溴乙烷在加熱條件下反應(yīng)生成溴化雙(苯并咪唑-2-葉立德)鹽,探討這種配體直接和氧化汞在多種通常的條件下反應(yīng),實(shí)驗(yàn)表明,都生成雙(苯并咪唑-2-葉立德)金屬汞(II)配合物.并通過(guò)乙醚緩慢滲透培養(yǎng)出單晶,利用X-衍射來(lái)測(cè)定其分子結(jié)構(gòu).

    苯并咪唑-2-葉立德;氮雜環(huán)卡賓金屬汞(II)配合物;X-衍射;單晶;合成

    0 引言

    氮雜環(huán)卡賓(NHC)金屬配合物是一類(lèi)具有特殊性質(zhì)的化合物,已被廣泛應(yīng)用于許多經(jīng)典的有機(jī)反應(yīng),如碳—碳鍵的形成,碳—?dú)滏I的活化,碳—氮鍵的構(gòu)建等方面[1-8].氮雜環(huán)卡賓配合物的合成方法已有很多文獻(xiàn)報(bào)道,比如,Lin研究小組報(bào)道,由咪唑鹽在無(wú)水和無(wú)氧的條件下與氧化銀生成在空氣中穩(wěn)定的氮雜環(huán)卡賓金屬銀配合物[9-10].根據(jù)目前研究的現(xiàn)狀,本文試圖探索新的合成方法,即在多種通常的條件下合成金屬汞(II)的氮雜環(huán)卡賓配合物,具體合成路線(xiàn)見(jiàn)圖1.

    圖1 氮雜環(huán)卡賓汞(II)配合物2的合成路線(xiàn)

    1 實(shí)驗(yàn)部分

    1.1 儀器與試劑

    數(shù)字熔點(diǎn)儀(上海精密科學(xué)儀器有限公司),CCD單晶衍射儀(美國(guó)).所用試劑市售分析純,無(wú)須特殊處理.

    1.2 溴化N-乙基苯并咪唑-2-葉立德(1)的合成

    2.92 g(0.02 mol)N-乙基苯并咪唑和2.40 g(0.022 mol)溴乙烷在30 mL乙腈中加熱回流48 h,冷卻后,抽濾,用乙腈洗滌,干燥后得白色固體(1)4.13 g,產(chǎn)率81%,m.p.160~161℃.

    1.3 氮雜環(huán)卡賓汞(II)的配合物(2)的合成方法

    方法1:將0.510 g(0.002 mol)溴化N-乙基苯并咪唑-2-葉立德(1)和0.216 g(0.001 mol)加入到20 mL乙腈中加熱回流24 h,減壓蒸除溶劑,殘留物用3 mL乙腈溶解,過(guò)濾,加入乙醚析出產(chǎn)物0.638 g,產(chǎn)率90%,m.p.>250℃.

    方法2:將0.510 g(0.002 mol)溴化N-乙基苯并咪唑-2-葉立德(1)和0.216 g(0.001 mol)加入到20 mL甲醇中加熱回流24 h,減壓蒸除溶劑,殘留物用3 mL乙腈溶解,過(guò)濾,加入乙醚析出產(chǎn)物0.610 g,產(chǎn)率86%,m.p.>250℃.

    方法3:將0.510 g(0.002 mol)溴化N-乙基苯并咪唑-2-葉立德(1)和0.216 g(0.001 mol)加入到20 mL水中加熱回流48 h,冷卻,過(guò)濾,干燥得產(chǎn)物0.354 g,產(chǎn)率50%,m.p.>250℃.

    2 結(jié)果與討論

    關(guān)于產(chǎn)物的合成與結(jié)構(gòu),文獻(xiàn)[10]報(bào)道合成氮雜環(huán)卡賓金屬配合物,配體一般都需要先進(jìn)行陰離子交換(如交換為PF6-、BF4-等),并在無(wú)水無(wú)氧的條件下進(jìn)行,而且所用溶劑必須干燥處理.而本文試圖N-乙基苯并咪唑與溴乙烷在加熱條件下反應(yīng)生成氮雜環(huán)卡賓鹽1,不需要與其他陰離子進(jìn)行交換,如與六氟磷酸鉀進(jìn)行陰離子交換,直接利用配體1與金屬離子配位.本文通過(guò)“氧化路線(xiàn)”,即通過(guò)氮雜環(huán)卡賓鹽1與HgO在不同的條件下直接反應(yīng):方法1所用溶劑為乙腈(沒(méi)有除水);方法2所用溶劑為甲醇;方法3所用溶劑為水.上述3種方法都成功地生成氮雜環(huán)卡賓金屬汞(II)配合物2.實(shí)驗(yàn)表明,合成氮雜環(huán)卡賓金屬配合物可以在有水的條件下進(jìn)行,甚至可以直接用水作溶劑.最后通過(guò)乙醚緩慢滲透的方法,幸運(yùn)地培養(yǎng)出配合物2的單晶,其單晶結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2,有關(guān)晶體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1和表2.從單晶結(jié)構(gòu)圖可以看出,二價(jià)汞離子是四配位的:Hg(II)與兩個(gè)氮雜環(huán)卡賓的碳配位,C18—Hg1—C7鍵角為148.02(12)°,非線(xiàn)性配位;Hg(II)再與2個(gè)Br-配位,形成的C18—Hg1—Br、C7—Hg1—Br1的鍵角分別為96.51(9)°,102.88(9)°,兩者并不相同.

    圖2 配合物2的X-衍射晶體結(jié)構(gòu)

    表1 金屬汞的配合物2的相關(guān)晶體數(shù)據(jù)

    表2 金屬汞的配合物的選擇性鍵長(zhǎng)和鍵角

    3 結(jié)論

    本文成功地利用N-乙基苯并咪唑與溴乙烷反應(yīng),生成新的氮雜環(huán)卡賓配體,探索與氧化汞直接在有水的條件下反應(yīng)合成雙(苯并咪唑-2-葉立德)金屬汞(II)配合物的新方法,并且成功地培養(yǎng)出單晶,確定其分子結(jié)構(gòu).

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    Synthesis of the Bis(benzimidazolin-2-ylidene)Mercury(II)Complexes

    CHI Xingbao,WEI Zhenzhong
    (School of Chemistry and Material Science,Huaibei Normal University,235000,Huaibei,Anhui,China)

    That N-ethylbenzimidazole treated with bromoethane to yield benzimidazolium salts under heating conditions,and it directly reacted with HgO to give bis(benzimidazolin-2-ylidene)mercury(II)complexes in high yields in many normal conditions.Its single crystals were grown by slow diffusion of diethyl ether in?to a saturated methanol solution of the compound,and the structure of the complex was determined by X-ray diffraction.

    benzimidazolin-2-ylidene;NHC mercury(II)complexes;X-ray diffraction;single crystal;synthe?sis

    O 621.3

    A

    2095-0691(2017)04-0025-03

    2017-08-11

    淮北市科技人才培育計(jì)劃基金資助項(xiàng)目(20120310)

    遲興寶(1967-),男,安徽無(wú)為人,碩士,教授,從事有機(jī)合成化學(xué)的研究.

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