以席夫碱为配体金属配合物的催化性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

席夫碱主要是指含有亚胺或甲亚胺特性基团(-RC=N-)的-类有机化合物，通常席夫碱是由胺和活性羰基缩合而成。席夫碱类化合物及其金属配合物主要在药学、催化、分析化学、腐蚀以及光致变色领域的重要应用。在医学领域，席夫碱具有抑菌、杀菌、抗肿瘤、抗病毒的生物活性:在催化领域，席夫碱的钴、镍和钯的配合物已经作为催化剂使用;在分析化学领域，席夫碱作为良好配体，可以用来鉴别、鉴定金属离子和定量分析金属离子的含量;在腐蚀领域，某些芳香族的席夫碱经常作为铜的缓蚀剂:在光致变色领域，某些含有特性基团的席夫碱也具有独特的应用。

席夫碱的制备在催化下反应，但是不能用强酸，因为氢离子和羰基结合成洋盐而增加羰基的亲电性能，但亲离子和氨基结合后形成铵离子的衍生物，丧失了胺的亲核能力，所以本类反应条件要求非常严格。席夫碱类化合物的C-N基团中杂化轨道的N原子具有易于流动的二维平面孤对电子，能够有效配位金属离子和中性小分子，使席夫碱成为配位化学研究的重要的配体。

2. 研究内容和预期目标

2.1席夫碱的研究内容

schiff首次报道了伯胺与醛基化合物发生的缩合反应，生成具有甲亚胺基(azomethiine)的产物，其核心基团是r-c=n-。n原子具有孤对电子，赋予它重要的化学与生物学的意义。

席夫碱是一类非常重要的配体，其合成相对容易，能通过灵活地选择各种胺类与不同醛进行反应制备。而改变连接的取代基，变化电子给予体原子本性及其位置，便可开拓出许多从链状到环合，从单齿到多齿，性能迥异、结构多变的席夫碱配体，它们可以与周期表中大部分金属离子形成稳定性不一的配合物。如基团中含有0, n, s等电子给予体原子，无疑将成为有利于形成异核配合物的配体。所以它在配位化学发展过程中起着重要的作用。尤其是随着功能配合物和生物无机化学的进展，更促进席夫碱配合物的发展。

3. 研究的方法与步骤

3.1席夫碱的合成方法席夫碱及其金属配合物的合成机理席夫碱主要通过缩合反应形成C=N键，并涉及加成、重排、消去等过程，反应物立体结构及电子效应对席夫碱的形成起着重要作用。二胺类化合物结构中的氮原子有孤对电子，可作为亲核试剂，在与含有单羰基的醛酮类化合物发生加成反应时，氮原子会进攻羰基上的碳正离子，完成亲核加成反应，形成中间体α-羟基胺类化合物，再进一步的脱水形成单席夫碱。形成的单席夫碱在一定的条件下，可与胺类化合物再次缩合形成双席夫碱。席夫碱中含有C=N键，其杂化轨道上的N原子具有孤对电子，具有良好的灵活性和配位性，可以与Zn、Mn、Cu、Ni等过渡金属元素进行配位反应，还能与La、Ce、Pr、Cd等多种稀土金属元素进行配位。

3.1.1.直接合成法直接合成法是将醛、胺与稀土盐(过渡金属盐)按定的物质比，直接混合反应得席夫碱配合物。此法产率较高，并简便快速。但容易发生副反应而使得产品中混有杂质，给产品的纯化带来一定的困难，因此很少用该方法。为了减少副反应的发生可采用分步合成法。3.2.2.分步合成法分步合成法是将直接合成法分为两步进行。第一步先由醛与胺缩合得席夫碱:第二步席夫诚与稀土配合。用这种方法合成的席夫碱(过渡金属)配合物，产率一般都较高，产品也较纯净，所以目前多采用该方法。合成氨基酸席夫碱稀土配合物时，多采用分步合成法、即第一步氨基酸与醒缩合得席夫碱，第二步氨基酸席夫碱与稀土离子配合。

4. 参考文献

1. 曹亚萍，吴庆，胡庆红，余光勤，袁泽利 席夫碱多功能金属离子探针的合成及在生物成像中的应用[j]。分析化学，2019,47（1）：38-48.

2. 赵兰杰，姚全才，张媛媛 含吡唑环 1， 2， 4-三唑席夫碱的合成[j]。福建师范大学学报 ( 自然科学版),2018,34(3):59-63.

3. 吴红梅，郭宇，曹建芳，陈强强 高灵敏度席夫碱镁离子荧光探针的合成及识别性能研究[j]。分析化学，2019,46（3）：379-385.

5. 计划与进度安排

1. 2022年2月24日－3月15日（第1－3周）：接受毕业论文任务书，查阅参考文献，制定实验方案，完成开题报告。

2. 2022年3月16日－4月26日（第4－9周）：正式进入实验室进行实验，考察各因素对合成的影响，找到最优化反应条件,完成实验量的50％左右，接受中期检查。

3. 2022年4月29日－5月24日（第10 - 13周）完成底物拓展实验，整理归纳实验数据，进行结果分析与讨论，完成毕业论文草稿。