1,4-二甲基-2,5-二-1h-1,2,4-双三唑二维铜配合物单晶与应用
【专利摘要】本发明公开了1,4?二甲基?2,5?二?1H?1,2,4?双三唑二维铜配合物单晶及其制备方法与应用，其结构：[Cu(L)0.5(tpa)(H2O)]，其中，L=1?(2,5?二甲基?4?(1H?1,2,4?三唑?1?基)苯基)?1H?1,2,4?三唑；tpa=对苯二甲酸。同时还公开了单晶的制备方法。它是采用常温挥发法，即L、tpa和Cu(NO3)2·6H2O在水中搅拌半小时后过滤，滤液常温挥发两周后得到适合X?射线单晶衍射的蓝色块状晶体。其中L:tpa:Cu(NO3)2·6H2O的摩尔比为1:1:1。本发明进一步公开了1,4?二甲基?2,5?二?1H?1,2,4?双三唑二维铜配合物单晶专属性用于对氟苯硼酸生成4,4'?二氟联苯的催化剂方面的应用。
【专利说明】1 ,4-二甲基-2,5-二-1H-1 ,2,4-双三唑二维铜配合物单晶与 应用
[0001] 本发明得到天津市教委创新团队(TD12-5037)的资助。
技术领域
[0002] 本发明属于有机和无机合成技术领域，涉及1，4-二甲基-2，5-二-1H-1，2，4-双三 唑二维铜配合物单晶[CU(L)Q.5(tpa)(H20)]的制备方法及作为催化剂方面的应用，其中，L =1-(2,5-二甲基-4-(1Η-1，2,4-三唑-1-基）苯基）-1Η-1，2,4-三唑；tpa =对苯二甲酸。
【背景技术】
[0003] 1，2,4-三唑及其衍生物兼有吡唑和咪唑的配位特点，是配位能力较强的桥连配 体，目前已合成并表征了大量的单核、多核和多维化合物。这些配体能够以1，2位上的氮原 子与金属离子配位形成Nl，N2-桥连模式，对于4位未取代的1，2，4-三唑衍生物能通过2，4位 上的氮原子形成N2，N4-桥连模式，这种N2，N4-桥连模式同金属酶中咪唑的N1，N3-桥连模式 类似。对于三唑类化合物的特殊用途还表现在分子器件化的设计上，合成具有不同维数的 金属配合物乃是完成器件化至关重要的一步。
[0004] 本发明即是采用常温挥发法，g卩L、tpa和Cu(N〇3)2 · 6H20在水中搅拌半小时后过 滤，滤液常温挥发两周后得到适合X-射线单晶衍射的蓝色块状晶体，结构为[Cu(L)Q.5(tpa) (H2O)]，其中，L = 1-(2,5-二甲基-4-(1Η-1，2,4-三唑-1-基）苯基）-1Η-1，2,4-三唑；tpa = 对苯二甲酸。该配合物还可作为对氟苯硼酸生成4，4二氟联苯的催化剂得以应用。
【发明内容】
[0005] 为此本发明人提供了如下的技术方案： 一种1，4_二甲基-2,5-二-1H-1，2,4-双三唑二维铜配合物的单晶，其特征在于该单晶 结构采用APEX II (XD单晶衍射仪，使用经过石墨单色化的Moka射线，λ = 0.71073 A为入 射辐射，以ω -2Θ扫描方式收集衍射点，经过最小二乘法修正得到晶胞参数，从差值傅立叶 电子密度图利用软件解出单晶数据：
其结构如下：
[Cu(L)0.5(tpa)(H20)]，其中 L = 1-(2,5-二甲基-4-(1Η-1,2,4-三唑-1-基）苯基2,4-三唑； tpa =对苯二甲酸。
[0006] 本发明进一步公开了 1，4-二甲基-2，5-二-1H-1，2，4-双三唑二维铜配合物单晶的 制备方法，其特征在于它是采用常温挥发法，将L、tpa和Cu(N03)2 · 6H20在水中搅拌半小时 后过滤，滤液常温挥发两周后得到适合X-射线单晶衍射的蓝色块状晶体；其中L:tpa:Cu (NOS)〗· 6H20的摩尔比为1:1:1; 1，4_二甲基-2,5-二-1H-1，2,4-双三唑二维铜配合物单晶的结构为[Cu(L)0.5(tpa) (H20)];其中 L = 1-(2,5-二甲基-4-(1Η-1，2,4-三唑-1-基）苯基）-1Η-1，2,4-三唑；tpa = 对苯二甲酸·
L tpa〇
[0007] 本发明更进一步公开了 1，4-二甲基-2,5-二-1H-1，2，4-双三唑二维铜配合物单晶 专属性对氟苯硼酸生成4,4'_二氟联苯的催化剂得以应用，实验结果显示： (1) 实施例2中的配合物单晶专属性对氟苯硼酸生成4，4'_二氟联苯的催化剂具有较 好的催化效果，催化产率达到96%;
(2) 配合物单晶对3-甲氧基苯硼酸、1-萘苯硼酸、4-甲硫基苯硼酸、4-氯苯硼酸、4-吡 啶苯硼酸催化效果一般甚至不反应。
[0008] 本发明公开的一种1，4_二甲基-2,5-二-1H-1，2,4-双三唑二维铜配合物单晶所具 有的优点和特点在于： (1)反应操作简便易行。
[0009] (2)反应收率高，所得产品的纯度高。
[0010] (3)本发明所制备的1，4-二甲基-2，5-二-1H-1，2，4-双三唑二维铜配合物单晶， 生产成本低，方法简便，适合大规模生产。在催化对氟苯硼酸生成4，4 二氟联苯方面具有 良好的催化效果。
【附图说明】
[0011] 图1:配合物单晶的晶体结构图； 图2:配合物单晶的二维结构图； 图3:4,4'_二氟联苯的1H NMR图。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合实施例对本发明做进一步的说明，实施例仅为解释性的，决不意味着它 以任何方式限制本发明的范围。所用原料均有市售。所有原料都是从国内外的化学试剂公 司进行购买，例如1，4_二溴-2,5_二甲基苯等原料，没有经过继续提纯而是直接使用的。 [0013] 实施例1 1，4-二溴-2，5-二甲基苯：1H-1，2，4-三唑:碳酸钾:氧化铜的摩尔比为2:10:30:1 在装有磁子、回流冷凝器和温度计的50 mL三口圆底烧瓶内分别加入CuO (0.0398 mg， 0.5 mmol)，碳酸钟（2.0731 g, 15 mmol)，lH-l，2,4-5_(0.345 mg，5mmol)，l，4-: 溴-2,5-二甲基苯（0.3360 g, 1 mmol)，20 mL DMF。开动搅拌在100 〇C，反应24小时。反应 结束后，将反应液降至室温，过滤，滤液加入100 mL水，析出大量沉淀，抽滤，收集滤饼，收率 60%。元素分析(C12N6H12)理论值(％):(：，59.99;!1，5.03 ;134.98。实测值:(：，60.02;!1，5.05;Ν，35·05; 丄,4-一 7哭- Ψ 整本
丄 Η-丄,Ζ,4-二 Η王。
[0014] 本发明优选1，4-二溴-2，5-二甲基苯：1Η-1，2，4-三唑:碳酸钾:氧化铜的摩尔比为 2:10:30:1;反应温度80-200°C，反应时间12-120小时。采用"一锅法"，将1，4-二溴-2，5-二 甲基苯和1H-1，2，4-三唑在加热条件下制备该有机化合物，1-(2，5-二甲基-4-(1Η-1，2，4- 三唑-1-基）苯基）-1Η-1，2,4-三唑（L)。
[0015] 实施例2 1-(2,5-二甲基-4-(1Η-1，2,4-三唑-1-基）苯基）-1Η-1，2,4-三唑（L) (0.1 mmol)、对 苯二甲酸（tpa) (0.1 mmol)和Cu(N〇3)2*6H2〇 (0.1 mmol)在水（10 mL)中揽摔半小时后 过滤，滤液常温挥发两周后得到适合X-射线单晶衍射的蓝色块状晶体。产率:40%。元素分析 (C14H12CUN3O5) ai^{t(%)：C,45.97；H,3.31；Nai.49〇^iI{t：C,45.86；H,3.35；Nai.42〇
[0016] 实施例3 晶体结构测定采用APEX II (XD单晶衍射仪，使用经过石墨单色化的Moka射线，λ = 0.71073 Α为入射辐射，以ω -2Θ扫描方式收集衍射点，经过最小二乘法修正得到晶胞参数， 从差值傅立叶电子密度图利用软件解出晶体结构，并经洛仑兹和极化效应修正。所有的Η原 子由差值傅立叶合成并经理想位置计算确定。详细的晶体测定数据： 实施例4
专属性作为催化剂的实际例子 方法:将取代对氟苯硼酸(0.82 mmol)和碳酸铯(0.01 g)溶解在3 mL DMF中，加入5 mg 催化剂，室温下搅拌5小时，CH2C12萃取，水洗，干燥，过滤，脱溶，粗产品经石油醚/乙酸乙酯 混合液(V:V = 1:1)经硅胶层析柱洗脱得到产品。
[0017] 结果:得到4,4'_二氟联苯0.0756 g，计算得到的催化产率为97%。
[0018] 实施例5
结论： (1) 1，4-二甲基-2，5-二-1H-1，2，4-双三唑二维铜配合物单晶对于催化底物4-甲硫基 苯硼酸不起任何催化作用。
[0019] ⑵1,4-二甲基-2,5-二-1H-1，2,4-双三唑二维铜配合物单晶对于3-甲氧基苯硼 酸、1-萘苯硼酸、4-氯苯硼酸、4-吡啶苯硼酸的催化效果一般，催化产率在2-7%之间。
[0020] (3) 1，4_二甲基-2,5-二-1H-1，2，4_双三唑二维铜配合物单晶对于催化底物4-氟 苯硼酸的催化效果最好，催化产率高达97%。
[0021] 在详细说明的较佳实施例之后，熟悉该项技术人士可清楚地了解，在不脱离上述 申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围。且本发明亦不受说明 书中所举实例实施方式的限制。
【主权项】
1. 一种1，4-二甲基-2，5-二-lH-1，2，4-双Ξ挫二维铜配合物的单晶，其特征在于该单 晶结构采用APEX II CCD单晶衍射仪，使用经过石墨单色化的Moka射线，λ = 0.71073 A为 入射福射，W ω -2Θ扫描方式收集衍射点，经过最小二乘法修正得到晶胞参数，从差值傅立 叶电子密度图利用敕件解出单晶数据：其结构如下： [化化)0.5(化曰）(；也〇)]，其中 L = 1-(2,5-二甲基-4-(1Η-1，2,4-Ξ 挫-1-基）苯基)-1Η-1，2,4-Ξ 挫； 化a =对苯二甲酸。2. 权利要求1所述1，4-二甲基-2,5-二-1H-1，2,4-双Ξ挫二维铜配合物单晶的制备方 法，其特征在于它是采用常溫挥发法，目化、tpa和化(Ν03)2 · 6出0在水中揽拌半小时后过滤， 滤液常溫挥发两周后得到适合X-射线单晶衍射的蓝色块状晶体，其中L:tpa:Cu(M)3)2 · 6出0的摩尔比为1:1:1; 1,4-二甲基-2,5-二-1H-1，2,4-双Ξ挫二维铜配合物单晶的结构为[Cu(L)〇.5(tpa) 化 2〇)];其中 L = 1-(2,5-二甲基-4-(1Η-1，2,4-Ξ 挫-1-基）苯基）-1Η-1，2,4-Ξ 挫；tpa = 对苯二甲酸；3. 权利要求1所述1,4-二甲基-2,5-二-1H-1，2,4-双Ξ挫二维铜配合物单晶专属性对 氣苯棚酸生成4，4二氣联苯的催化剂方面的应用。
【文档编号】C07C15/38GK105837605SQ201610268443
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】王中良, 王英
【申请人】天津师范大学