双-联三氮唑大环金属配合物及其合成方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及含氮大环金属配合物，具体涉及双-联三氮唑大环金属配合物及其合 成方法和应用。
【背景技术】
[0002] 大环配位化学所涉及的研究邻域包括配位化学、结构化学、有机化学、生物化学和 材料化学等学科，是配位化学的一个重要分支，是一门新兴的交叉科学。
[0003] 近年来大环金属配合物的独特理化性质及其特殊的生物学功能（如载氧性能、生 物催化、与蛋白相互作用、核酸切割活性、抑菌抗菌活性等）得到了广泛的研究。由于这类 化合物类似于生物体内发现的大环金属配合物（如血红蛋白和叶绿素a，均为卟啉类大环 金属配合物），因此，对这类化合物的合成和特性进行研究，可以提供生物机能的有关信息。 当前，多数采用分步法合成大环金属配合物，即先合成大环配体，再用其与金属盐反应构建 大环配合物。但是为种方法成本较高，且合成大环的单体容易聚合成链，无法闭合。
[0004] 目前尚未见有以过渡金属盐和5, 5-二氨基-1H，1H-3, 3'-双-1，2, 4-三氮唑进行 原位反应得到双-联三氮唑大环金属配合物的相关报道。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一系列新的双-联三氮唑大环金属配合物，以及 它们的合成方法和应用。
[0006] 本发明所述的双-联三氮唑大环金属配合物，其化学式为：
[0007] [MLC12]
[0008]其中，Μ为Fe(II)、Co(II)或Ni(II)，L为二甲基环联-5,5-二氨 基-1H，1H-3, 3' -双-1，2, 4-三氮唑。
[0009] 上述技术方案中涉及的二甲基环联-5, 5-二氨基-1H，1H-3, 3'-双-1，2, 4-三氮 唑，其结构式如下式所示：
[0010]
[0011] 本发明还提供上述双-联三氮唑大环金属配合物的合成方法，具体为：取5, 5-二 氨基-1H，1H-3, 3' -双-1，2, 4-三氮唑、过渡金属盐和混合溶剂体系置于反应容器中，在高 于溶剂沸点的温度下反应，即得到相应的双-联三氮唑大环金属配合物；其中：
[0012] 所述的过渡金属盐为FeCl2 · 4H20、CoCl2 · 6H20、Ni(AC)2 · 4H20 或NiCl2 · 6H20 ;
[0013] 所述的混合溶剂体系为二氯甲烷与选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、石油醚和乙酸 乙酯中的一种或两种以上的组合物。
[0014] 上述合成方法中，所涉及的5, 5-二氨基-1H，1H-3, 3' -双-1，2, 4-三氮 唑的结构式如下式所示，该化合物的合成可参考现有文献（AlexanderA.Dippold andThomasΜ.KlapotkeNitrogen-RichBis_l，2, 4-triazoles-AComparative StudyofStructuralandEnergeticPropertiesChemistryAEuropeanJournal 2012, 18, 16742-16753.)进行。
[0015]
[0016] 本发明所述合成方法的合成路线如下：
[0018] 上述合成方法中，所述混合溶剂体系的组成中，二氯甲烷在混合溶剂体系中占的 体积比应大于或等于12%，其它溶剂的组成在满足混合溶剂体系为100%的条件下可以为 任意配比；优选地，二氯甲烷在混合溶剂体系中占的体积比为15-30%。
[0019] 上述合成方法中，反应优选是在100_160°C条件下进行，更优选是在120-160°C条 件下进行。
[0020] 上述合成方法中，反应的时间根据需要来确定。通常情况下，反应时间在等于或大 于lh才有目标产物生成，优选控制反应的时间为大于或等于2h，进一步优选控制反应的时 间为大于或等于12h，更优选控制反应的时间为36-72h。当反应在120-160°C条件下进行， 且反应的时间控制在36-72h时，目标产物的产率可达到75-95%。
[0021] 本发明所述合成方法中，通常是将反应原料搅拌溶解后再进行升温反应。在反应 完成后，降温至室温，然后将反应物过滤，收集晶体即为目标产物。通常采用甲醇、乙醇或异 丙醇对晶体进行洗涤。
[0022] 本发明所述合成方法中，所述的反应容器应为可以承受一定压力及温度的容 器，具体可以是水热反应釜、密闭式低压硬质玻璃管或密闭式玻璃瓶。所述5, 5-二氨 基-1H，1H-3, 3' -双-1，2, 4-三氮唑和过渡金属盐的用量比为化学计量比，通常它们的物 质的量之比为1 :1_5。混合溶剂体系的用量根据需要进行确定，通常情况下，当5, 5-二氨 基-1H，1H-3, 3'-双-1，2, 4-三氮唑和过渡金属盐的用量分别为0. 3mmol及0. 6mmol时，混 合溶剂体系的用量范围为10~25mL。
[0023] 本发明还包括上述双-联三氮唑大环金属配合物在催化硫醚的不对称氧化以合 成手性亚砜中的应用。更具体地说，是双-联三氮唑大环金属配合物在催化甲基苯基硫醚 的不对称氧化以合成手性甲基苯基亚砜中的应用。
[0024]与现有技术相比，本发明的特点在于：
[0025] 1、提供了一系列结构新颖的双-联三氮唑大环金属配合物，以及它们的合成方法 及应用。
[0026] 2、本发明采用原位模板方法合成双-联三氮唑大环金属配合物，成本较低，而且 副产物少，具有较好的经济性；
[0027] 3、本发明所述双-联三氮唑大环金属配合物具有很好的稳定性，且能与生物大分 子（如BSA)有较深入的相互作用，有助于该类配合物以蛋白载药等形式作为新型药物进行 深入开发；
[0028] 4、本发明所述双-联三氮唑大环金属配合物可以催化甲基苯基硫醚的不对称氧 化以合成得到手性甲基苯基亚砜。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明实施例1-3制得的配合物1、配合物2和配合物3的配位环境图，其 中图1(a)为配合物1的配位环境图，图1 (b)为配合物2的配位环境图，图1 (c)为配合物 3的配位环境图；
[0030] 图2为本发明实施例1-3制得的配合物1、配合物2和配合物3的晶体堆积图，其 中图2 (a)为配合物1的晶体堆积图，图2 (b)为配合物2的晶体堆积图，图2 (c)为配合物 3的晶体堆积图；
[0031]图3为本发明实施例1-3制得的配合物1、配合物2和配合物3的粉末衍射曲线， 其中图3 (a)为配合物1的粉末衍射曲线，图3 (b)为配合物2的粉末衍射曲线，图3 (c)为 配合物3的粉末衍射曲线；
[0032] 图4为本发明实施例1-3制得的配合物1、配合物2和配合物3的热重曲线，其中 曲线1表示配合物1，曲线2表示配合物2,曲线3表示配合物3 ;
[0033] 图5为本发明实施例1-3制得的配合物1、配合物2和配合物3与BSA相互作 用的紫外光谱图，其中图5(a)为不同浓度的配合物1与BSA相互作用的紫外光谱图，该 图中由上到下的曲线a至f分别为浓度为0、1、2、3、4和5X106mol·L1的配合物1与 5.0X107mol?I^BSA相互作用的紫外光谱图；图5(b)为不同浓度的配合物2与BSA相互作 用的紫外光谱图，该图中由上到下的曲线a至f分别为浓度为0、1、2、3、4和5X10 ^ιο?·!/ 的配合物2与5. 0X107mol·L4SA相互作用的紫外光谱图；图5(c)为不同浓度的配合物 3与BSA相互作用的紫外光谱图，该图中由上到下的曲线a至f分别为浓度为0、1、2、3、4和 5X106mol·L1的配合物3与5. 0X107mol·L^SA相互作用的紫外光谱图；
[0034] 图6为本发明实施例1-3制得的配合物1、配合物2和配合物3的与BSA相互作 用的荧光猝灭图，其中图6(a)为不同浓度的配合物1与BSA相互作用的荧光猝灭图，该图 中由上到下的曲线a至j分别为浓度为0、1、2、3、4、5、6、7、8和9父106111〇1*1/的配合物1 与5. 0X107mol·L4SA相互作用的荧光猝灭图；图6(b)为不同浓度的配合物2与BSA相 互作用的荧光猝灭图，该图中由上到下的曲线a至j分别为浓度为0、1、2、3、4、5、6、7、8和 9X106mol?L1的配合物2与5. 0X107mol?I^BSA相互作用的荧光猝灭图；图6(c)为不 同浓度的配合物3与BSA相互作用的荧光猝灭图，该图中由上到下的曲线a至j分别为浓 度为0、1、2、3、4、5、6、7、8和9父106111〇1叶 1的配合物3与5.0\107111〇1叶如八相互作用 的荧光猝灭图；
[0035] 图7为本发明实施例1-3制得的配合物1、配合物2和配合物3在甲基苯基硫醚催 化氧化性质的研究，其中图7 (a)为甲基苯基亚砜的1Η核磁共振谱图；7 (b)、7 (c)、7 (d)分别 为配合物1、配合物2和配合物3作为催化剂的甲基苯基亚砜催化结果的HPLC分析谱图。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的详述，以更好地理解本发明的内容，但 本发明并不限于以下实施例。
[0037] 以下各实施例中涉及的5,5-二氨基-1!1，1!1-3,3'-双-1，2,4-三氮唑（以下 简称DABT)，按文献（AlexanderA.DippoldandThomasM.KlapBtkeNitrogen-Rich Bis-1, 2, 4-triazoles-AComparativeStudyofStructuralandEnergeticProperties ChemistryAEuropeanJournal2012, 18, 16742-16753.)中的方法进行合成：
[0038] 往混合的草酸（20.Og)和碳酸氨基胍（45. 4g)中添加市售浓盐酸（60毫升）。反 应在70摄氏度下反应1小时，产生大量白色固体，将该固体真空抽滤收集，并用240毫升蒸 馏水清洗，所得固体即为原料化合物DABT。
[0039] 实施例1 :配合物1的合成
[0040]称取DABT(0·3mmol，49. 8g)和FeCl2 · 4H20(0·6mmol，119. 2mg)，加入至IJ由 5mL CH30H和5mLCH2C12组成的混合溶剂中，常温搅拌30分钟后移入带移入水热反应釜（聚四 氟乙烯衬底，容积为23毫升）中，加热到120°C并保温反应36小时，然后停止反应并降至室 温，过滤，用甲醇洗涤得到棕色块状晶体。产率75%。
[0041] 实施例2 :配合物2的合成
[0042]称取DABT(0. 3mmol, 49. 8g)和CoCl2 ·6Η20(1ι?πιο1，237· 9mg),加入到由 5mLCH30H 和5mLCH2C12组成的混合溶剂中，常温搅拌20分钟后移入带移入水热反应釜（聚四氟乙烯 衬底，容积为23毫升）中，加热到140°C并保持72小时，然后以每小时10°C的梯度降至室 温，过滤并用甲醇洗涤得到蓝色块状晶体。产率80%。
[0043] 实施例3 :配合物3的合成
[0044]称取DABT(0· 3mmol，49. 8g)和Ni(AC) 2 · 4H20 (0· 3mmol，74. 7mg)，加入到由 5mL CH30H和5mLCH2C12组成的混合溶剂中，常温搅拌10分钟后移入带移入水热反应釜（聚四 氟乙烯衬底，容积为23毫升）中，加热到160°C并保持72小时，然后以每小时10°C的梯度 降至室温，过滤并用甲醇洗涤得到绿色块状晶体。产率95%。
[0045] 实施例4 :配合物3的合成
[0046] 重复实施例3,不同的是：
[0047] (1)用同等物质的量的NiCl2 · 6H20代替Ni (AC) 2 · 4H20 ;