三唑类双功能配合物的定向构筑及应用
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2.2 配体的合成

2.2.1 3,5-二(2-吡啶基)-1H-1,2,4-三唑(2,2′-Hbpt)的合成

改进文献[11,13]方法,将 CuSO4 · 5H2 O(0.50 g,2.0 mmol)、氨水(25%, 3.0 mL)、2-氰基吡啶(1.04 g,10.0 mmol)和5 mL蒸馏水置于15 mL带聚四氟乙烯内衬的反应釜中,于140 ℃保持60 h,以5 ℃/h降温至100 ℃,保温10 h后自然冷却至室温。产物用蒸馏水洗涤,干燥,收集暗红色晶体(0.35 g)。元素分析(C12H8CuN5):计算值(%):C,50.43; H,2.82; N,24.51。实验值(%):C, 50.50; H,2.74; N,24.39。

将暗红色晶体研磨,加30 mL蒸馏水,加热至70 ℃ ~80 ℃,搅拌下加入10 mL(NH4)2 S,产生大量黑色粉末,加热煮沸10 min,沉淀完全后趁热过滤,得无色滤液,浓缩得到白色粉末(0.20 g,产率45%)。熔点:217 ℃~218 ℃。元素分析(C12H9N5):计算值(%):C,64.56; H,4.06; N,31.37。实验值(%):C,64.63;H,4.19; N,32.60。IR(cm-1, KBr):3415w,3058m,2623m,1603s,1584s,1545m, 1479s,1450s,1374m,1322m,1170s,1037m,984m,832s,752m,704s,632m;1 HNMR(400 MHz, DMSO-d6, δppm):7.560~7.588(2H, m, J =11.2 Hz),8.039~8.070(2H, m, J=12.4 Hz),8.197~8.208(2H, d, J=4.4 Hz),8.690~8.726(2H, d, J=12 Hz);14.982(1H, s, Triazole-H)。

2.2.2 3,5-二(3-吡啶基)-1H-1,2,4-三唑(3,3′-Hbpt)的合成

与2,2′-Hbpt 的合成方法相似,仅将 CuSO4 ·5H2 O 和2-氰基吡啶换为Cu(NO3)2·3H2O和3-氰基吡啶,得到了淡黄色晶态的配合物前驱体1。元素分析(C12H10 CuN5 O):计算值(%):C,47.44; H,3.32; N,23.05;实验值(%):C, 47.53; H,3.34; N,23.28。再以同样的后处理方法最终得到了目标配体的白色粉末(0.16 g,产率:36%)。熔点:232℃~233℃。元素分析(C12H9N5):计算值(%):C,64.56; H,4.06; N,31.37;实验值(%):C,64.59; H,4.30; N,32.45。IR(cm-1, KBr):3327s,3156s,3048m,2843m,1620s,1594s,1482w,1406s,1308s,1196w, 1051m,821m,705m,625w;1 HNMR(400 MHz, DMSO-d6, δppm):7.534~7.552 (2H, m, J=7.2 Hz),8.408~8.427(2H, d, J=7.6 Hz),8.723~8.743(2H, dd, J=8.0 Hz),9.272(2H, s),14.926(1H, s, Triazole-H)。

2.2.3 3,5-二(4-吡啶基)-1H-1,2,4-三唑(4,4′-Hbpt)的合成

与2,2′-Hbpt的合成方法相似,仅将2-氰基吡啶换为4-氰基吡啶,得到了白色粉末(0.154 g,产率:35%)。熔点:296 ℃~297 ℃。元素分析(C12 H9 N5):计算值(%):C,64.56; H,4.06; N,31.37;实验值(%):C,64.85; H,4.09; N,31.54。IR(cm-1, KBr):3408w,3088m,2623m,1606s,1580s,1447m,1423m,1378m, 1362m,1152s,1015m,987m,832s,720m,709m,528s;1 HNMR(400 MHz, DMSO-d6, δppm):8.010~8.025(4H, d, J=6.0 Hz),8.768~8.779(4H, d, J=4.4 Hz),15.232 (1H, s, Triazole-H)。

具体合成路线如图2-1所示。

图2-1 溶剂热原位合成3,5-吡啶基-1H-1,2,4-三唑配体

2.2.4 3-(2-吡啶基)-5-(3-吡啶基)-1H-1,2,4-三唑(2,3′-Hbpt)的合成

改进文献[14]方法,在250 mL三口烧瓶中加入0.6 g干燥的镁条和10 mL甲醇,加热至微沸后加入几粒碘,待镁条反应完全,加入甲醇100 mL,蒸馏,馏分无水甲醇收于干燥锥形瓶中密封备用。

将0.1 g钠和2.1 g 2-氰基吡啶(20 mmol)加入50 mL上述制备的无水甲醇中,搅拌1 h后加入2.1 g 3-吡啶基羰酰肼(15 mmol)及0.05 g 冰醋酸。10 min后有黄色沉淀生成,将沉淀于170 ℃~200 ℃的油浴中加热,直至无蒸汽挥发,黄色沉淀变白。得到的粗产品用热乙醇萃取两次,得到目标产物(产率:75%)。熔点为245 ℃~246 ℃。元素分析(C12 H9 N5):计算值(%):C,64.56; H,4.06; N, 31.37;实验值(%):C,64.54; H,4.11; N,31.21。IR(cm-1, KBr):3411w,3092m, 1613s,1577s,1362m,1154s,1015m,985m,830s,721m,524w;1 HNMR(400 MHz, DMSO-d6, δppm):7.341~7.374(1H, m, J=6.6 Hz),7.390~7.436(1H, m, J=9.2 Hz),7.791~7.816(1H, dd, J=5.0 Hz),8.097~8.113(1H, dd, J=3.2 Hz), 8.258~8.276(1H, dd, J=3.6 Hz),8.510~8.539(1H, dd, J=5.8 Hz),8.573~8.594 (1H, dd, J=4.2 Hz),8.96(1H, s),13.30(1H, s, Triazole-H)。

2.2.5 3-(3-吡啶基)-5-(4-吡啶基)-1H-1,2,4-三唑(3,4′-Hbpt)的合成

与2,3′-Hbpt的合成方法相似,仅将2-氰基吡啶换为4-氰基吡啶,得到了白色粉末(产率:79%)。熔点为239 ℃~240 ℃。元素分析(C12 H9 N5):计算值(%):C,64.56; H,4.06; N,31.37;实验值(%):C,64.68; H,4.14; N,31.88。IR (cm-1, KBr):3408w,3088m,2623m,1606s,1580s,1447m,1423m,1378m,1362m, 1152s,1015m,987m,832s,720m,709m,528w;1 HNMR(400 MHz, DMSO-d6, δppm):7.396~7.425(1H, m, J=5.8 Hz),7.805~7.828(2H, d, J=4.6 Hz),8.267~8.288(1H, dd, J=4.2 Hz),8.572~8.596(1H, m, J=4.8Hz),8.653~8.676(2H, d, J=4.6 Hz),8.978(1H, s),15.056(1H, s, Triazole-H)。