由苯并三氮唑及其衍生物合成的新型超分子化合物及其晶体结构

王文晶，周 实，崔运成*

(1.吉林师范大学 环境友好材料制备与应用教育部重点实验室，吉林 四平 136000；2.吉林师范大学 化学学院，吉林 四平 136000)

在合成体系中，用于构筑配合物的含有杂环体系的配体种类多样．混合杂环化合物包括三唑环和苯并三氮唑环，因其广泛的生物、医疗性质和新颖的结构已成为制药、生物化学、结构化学及合成化学的研究热点之一[1-7]．同时，通过氢键和π-π堆积等作用力构筑的超分子配合物由于其独特的结构模型和潜在的物理化学性质而受到人们的广泛关注[8-10]．近年来，以三氮唑衍生物为配体构筑的化合物被相继制备和表征，它们呈现出有趣的结构和新奇的性质[11，12]．基于此，本文合成了一个由苯并三氮唑和1,2,3-三唑-4,5-二羧酸共同结晶形成的二维超分子配合物．

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

单晶结构由Bruker APEX II X-射线单晶衍射仪获得；C、H和N的含量分析由Perkin-Elemer240型元素分析仪确定．除1,2,3-三唑-4,5-二羧酸(H2tda)外，其它所有试剂均为分析纯，用前未经纯化．

1.2 配合物的合成

H2tda的合成：将苯并三氮唑加入适量水中，加热至110℃溶解，然后慢慢向反应体系中滴加KMnO4饱和水溶液(约为苯并三氮唑的6倍量)，同时控制滴加速度使反应维持沸腾，滴加完毕回流至反应体系的紫色褪去，过滤，蒸发部分滤液，然后加入浓盐酸静置，有白色粉末状(H2tda)析出．

图1 H2tda的合成反应

标题化合物的合成：将H2tda(1 mmol)与苯并三氮唑(1 mmol)溶解在20 ml甲醇溶液中，在室温下缓慢蒸发溶剂，几天后即可获得适合单晶衍射测试的化合物(1)的单晶．元素分析实验值(%):C,43.48;H,2.91;N,30.42.理论值(%):C,43.47;H,2.92;N,30.41.该结果表明，实验值与理论计算值有较好的吻合．

2 结果与讨论

化合物1的详细晶体学数据见表1．单晶结构分析表明，该晶体属单斜晶系，P21/c空间群．化合物的不对称单元由一个H2tda和一个苯并三氮唑共同构成，如图2．在该晶体结构中，H2tda与苯并三氮唑通过分子间的N—H…O及N—H…N氢键相互作用而形成稳定的二维超分子结构(N2—H2…O4i1.80，166.2°；N4—H4…O2ii1.82 ，168.8°；N4—H4…O1ii2.52，130.9°；N6—H6…N1iii2.60,134.2°)，如图3．除此之外，H2tda中还存在分子内O—H…O氢键的相互作用(O3—H3…O2 1.68 ,175.8o)，见表2．(1)的发光及热稳定性等性质有待进一步研究.

表1 化合物(1)的晶体学数据和结构参数

图2 化合物(1)的不对称单元

图3 化合物(1)的二维超分子层表2 化合物的氢键参数(Å,°)

D—H…Ad(D—H)d(H…A)d(D…A)∠DHAO3—H3…O20.821.682.4941(16)175.8N2—H2…O4i0.941.802.7230(17)166.2N4—H4…O2ii0.931.822.7387(17)168.8N4—H4…O1ii0.932.523.2071(18)130.9N6—H6…N1iii0.932.603.3235(19)134.2

Symmetry codes:(i) -x+2,y-1/2,-z+3/2;(ii) -x+1,-y+1,-z+1;(iii)x,-y+1/2,z+1/2

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