本文關(guān)鍵詞：苯并咪唑衍生物及其銪配合物的合成與性能，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：苯并咪唑是一種含有2個氮原子的雜環(huán)化合物，有非中心對稱的結(jié)構(gòu)，在咪唑環(huán)上引入不同功能和結(jié)構(gòu)的取代基形成結(jié)構(gòu)與功能各異的苯并咪唑衍生物。苯并咪唑類衍生物多具有廣泛的生物活性、良好的光學(xué)性能及配位能力，在化學(xué)化工、航空航天、光電材料、生命科學(xué)、醫(yī)藥學(xué)等各個領(lǐng)域有廣泛的用途。銪作為一種稀土元素，具有價廉、易得等優(yōu)點。將苯并咪唑與銪配位形成配合物后，可應(yīng)用于光電材料、生物模擬等領(lǐng)域，受到研究者的青睞。 本研究以鄰苯二胺和取代芳醛（或羧酸）為原料，成功合成了五種2-取代苯并咪唑衍生物：2-苯基苯并咪唑(PBIM)，2-(4-甲基苯基)苯并咪唑(MPBIM)，2-(4-溴苯基)苯并咪唑(BPBIM)，2-甲基苯并咪唑(MBIM)，2,2’-二苯并咪唑(TBIM)。采用元素分析、紅外、核磁共振等手段對五種苯并咪唑衍生物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析與表征。在此基礎(chǔ)上，對2-苯基苯并咪唑的合成工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果顯示：當(dāng)苯甲醛/鄰苯二胺摩爾比為2，溫度45℃，時間3h，甲醇/鄰苯二胺的液固比(mL/g)為37.0，2-苯基苯并咪唑產(chǎn)率最高可達(dá)71.2%。在最優(yōu)條件，2-(4-甲基苯基)苯并咪唑，2-(4-溴苯基)苯并咪唑的產(chǎn)率分別可達(dá)63%、67%。2-甲基苯并咪唑，2,2’-二苯并咪唑產(chǎn)率分別達(dá)79%、74%。 以自制的四種苯并咪唑衍生物(PBIM、MBIM、MPBIM、BPBIM)為主配體，鄰菲羅啉(Phen)為輔配體，與銪離子配位制備了四種苯并咪唑-銪配合物，依次分別為[Eu(Ⅲ)(Phen)(PBIM)]Cl_3·2H_2O(配合物1)、[Eu(Ⅲ)(Phen)(MBIM)]Cl_3·2H_2O (配合物2)、[Eu(Ⅲ)(Phen)(MPBIM)]Cl_3·2H_2O (配合物3)、[Eu(Ⅲ)(Phen)(BPBIM)]Cl_3·2H_2O(配合物4)。運用元素分析、紅外、紫外、熱重、電導(dǎo)率分析等手段對配合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析與表征。循環(huán)伏安測試顯示，在以HAc-NaAc緩沖溶液(pH≈6)為底液的體系中，在-1.0~0.2V(vs．SCE)電位范圍內(nèi)，配合物1~4均表現(xiàn)出電化學(xué)活性，且配合物的還原峰峰值與濃度成正比，表明四種配合物的電化學(xué)中心為Eu3+。此外，四種配合物的峰電位隨著掃描速度的增加而增加，氧化峰逐漸正移，還原峰逐漸負(fù)移，還原峰電流Ipc與氧化峰電流Ipa比值更趨近于1，表明四種配合物氧化還原體系隨著掃描速度的增加由準(zhǔn)可逆向可逆轉(zhuǎn)化，最后達(dá)到穩(wěn)定。通過分析比較配合物1~4在不同掃描速度下的陽極峰電位Epa與陰極峰電位Epc之差△Ep可知，當(dāng)苯并咪唑配體上給電子基團(tuán)越多，取代基的給電子能力越強時，△Ep值越大；反之，△Ep值越小。表明苯并咪唑配體取代基的電子效應(yīng)對銪離子氧化還原性能有重要影響。通過調(diào)節(jié)取代基的電子效應(yīng)，可實現(xiàn)苯并咪唑-銪配合物的氧化-還原性能調(diào)控，為生物體中不同氧化還原能力銪離子的模擬提供適宜的化學(xué)環(huán)境。 以自制TBIM為主配體，二苯甲酰甲烷(DMB)、鄰苯二甲酸(o-phth)為輔配體，與銪離子進(jìn)行配位，得到兩種三元配合物，分別為：Eu (Ⅲ)(DBM)_3TBIM、Eu (Ⅲ)(o-phth)3TBIM。并采用元素分析、紅外、紫外、熱重等手段對兩種配合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析與表征。在三元配合物的制備過程中，，堿的種類對配合物的熒光性能有較大影響，強堿NaOH有利于配位反應(yīng)的進(jìn)行，配合物的熒光性能也最好。對配合物的熒光性能測試表明：配體TBIM的加入大大增強了配合物的熒光強度，加入了TBIM制備的三元配合物的熒光強度相較由單一的輔助配體制備的二元配合物的相對熒光強度增強2.7~3.1倍。室溫下，三元配合物的固體及其DMF溶液在暗室中用紫外燈照射下均發(fā)出紅色熒光，可作為一種潛在的紅色熒光材料。
【關(guān)鍵詞】：苯并咪唑衍生物 銪配合物 合成 電化學(xué)性質(zhì) 熒光性質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：O626.23
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 目錄9-12
• 1 緒論12-25
• 1.1 苯并咪唑及其衍生物概述12-20
• 1.1.1 苯并咪唑及其衍生物的合成13-16
• 1.1.2 苯并咪唑類化合物的應(yīng)用16-20
• 1.2 苯并咪唑-銪配合物概述20-23
• 1.2.1 銪配合物的合成方法20-21
• 1.2.2 在生物模擬領(lǐng)域的應(yīng)用21
• 1.2.3 在光電材料領(lǐng)域的應(yīng)用21-23
• 1.3 本論文的選題依據(jù)及主要研究內(nèi)容23-25
• 1.3.1 選題背景及意義23
• 1.3.2 本論文研究的主要內(nèi)容23-25
• 2 實驗藥品、儀器及表征測試方法25-30
• 2.1 實驗藥品25-26
• 2.2 實驗儀器26-27
• 2.3 測試方法27-30
• 2.3.1 熔點測定27
• 2.3.2 元素分析測定27
• 2.3.3 紅外測定27
• 2.3.4 核磁測定27
• 2.3.5 差示掃描量熱法測定27
• 2.3.6 熱重分析27-28
• 2.3.7 紫外測定28
• 2.3.8 摩爾電導(dǎo)率測定28
• 2.3.9 循環(huán)伏安曲線測定28-29
• 2.3.10 熒光光譜測定29
• 2.3.11 銪含量測定29-30
• 3 五種 2-芳基取代苯并咪唑化合物的合成與表征30-47
• 3.1 三種單芳基取代苯并咪唑的合成30-31
• 3.1.1 三種單芳基 2-取代苯并咪唑的制備30-31
• 3.1.2 2-取代苯并咪唑合成工藝優(yōu)化31
• 3.2 苯并咪唑衍生物結(jié)構(gòu)分析與表征31-36
• 3.2.1 熔點31
• 3.2.2 元素分析31-32
• 3.2.3 紅外圖譜32-34
• 3.2.4 氫核磁圖譜34-36
• 3.3 2 -苯基苯并咪唑合成工藝優(yōu)化36-40
• 3.3.1 溶劑用量的選擇36-37
• 3.3.2 反應(yīng)溫度的選擇37-38
• 3.3.3 原料配比選擇38-39
• 3.3.4 反應(yīng)時間的選擇39-40
• 3.4 2-甲基苯并咪唑(MBIM，2-methyl benzimidazole)的合成與表征40-42
• 3.4.1 2-甲基苯并咪唑(MBIM)的合成40
• 3.4.2 2-甲基苯并咪唑的結(jié)構(gòu)分析與表征40-42
• 3.5 2, 2’-二苯并咪唑(TBIM，2,2’-bis-benzimidazoles)的合成與表征42-45
• 3.5.1 2, 2’-二苯并咪唑(TBIM)的制備步驟42-43
• 3.5.2 2, 2’-二苯并咪唑的結(jié)構(gòu)分析與表征43-45
• 3.6 小結(jié)45-47
• 4 苯并咪唑衍生物銪配合物的合成及電化學(xué)性能47-59
• 4.1 銪配合物的制備47
• 4.2 銪配合物的表征47-53
• 4.2.1 配合物的元素分析及電導(dǎo)率47-48
• 4.2.2 熱重分析48-50
• 4.2.3 紅外光譜分析50-51
• 4.2.4 紫外光譜分析51-53
• 4.3 銪配合物的循環(huán)伏安特性53-57
• 4.3.1 掃描速度對配合物 1 氧化還原性質(zhì)的影響54-55
• 4.3.2 配合物 2~4 的循環(huán)伏安特性55-57
• 4.4 小結(jié)57-59
• 5 2,2’-二苯并咪唑(TBIM)-銪配合物的合成及熒光性能59-70
• 5.1 銪配合物的制備59-60
• 5.2 銪配合物的表征60-64
• 5.2.1 銪含量測定及元素分析60-61
• 5.2.2 熱重分析61-62
• 5.2.3 紅外光譜分析62-63
• 5.2.4 紫外光譜分析63-64
• 5.3 銪配合物的熒光性質(zhì)64-68
• 5.3.1 不同堿對銪配合物 Eu(Ⅲ )(DBM)_3TBIM 熒光的影響64-65
• 5.3.2 配體 TBIM 對銪配合物 Eu(Ⅲ )(DBM)_3TBIM 熒光性質(zhì)的影響65-67
• 5.3.3 配體 TBIM 對銪配合物 Eu( Ⅲ )( o-phth)_3TBIM 熒光性質(zhì)的影響67-68
• 5.4 小結(jié)68-70
• 6 結(jié)論70-72
• 附錄72-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果79-80
• 致謝80-81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：508749