2-(2-氨基苯)-1氢-苯并咪唑镍配合物的合成、晶体结构及性质

李莹莹，刘永春，张克钧

(陇东学院 化学化工学院，甘肃 庆阳 745000)

2-(2-氨基苯)-1氢-苯并咪唑镍配合物的合成、晶体结构及性质

李莹莹，刘永春，张克钧

(陇东学院 化学化工学院，甘肃 庆阳 745000)

采用溶剂热法合成了2-(2-氨基苯)-1氢-苯并咪唑镍配合物NiL2(H2O)2。利用元素分析、红外光谱和X-射线单晶衍射方法对配合物结构进行了表征。结构分析表明：配合物属于三斜晶系，空间群P-1，晶胞参数a(Å)=9.3881(11)，b(Å)=10.7917(13)，c(Å)=15.3556(18)，α(°)=94.957(2)，β(°)=101.425(2)，γ(°)=104.656(2)，V(Å3)=1459.9(3)，Z=2。中心原子镍位于两个氧原子和四个氮原子形成的变形八面体中心，分子间通过O-H···Cl氢键形成二维层状结构。热重分析表明该配合物具有较高的热稳定性。

配合物；晶体结构；热重

Abstract： One complex named Ni(apbi)2(H2O)2(apbi=2-(2-Aminophenyl)-1H-benzimidazole)was synthesized under hydrothermal conditions and characterized by Elemental Analysis,IR spectroscopy and X-ray diffraction.The results show that the title complex crystallizes in triclinicwith space group P-1,a(Å)=9.3881(11)，b(Å)=10.7917(13)，c(Å)=15.3556(18)，α(°)=94.957(2)，β(°)=101.425(2)，γ(°)=104.656(2)，V(Å3)=1459.9(3)，Z=2.Complex forms a two-dimensional layer structure through the intermolecular O-H···Cl hydrogen bond interacting between the coordinated waters and the uncoordinated chloridion.Thermogravimetric Analysis shows that the stability of complex is higher than that of the ligand.

Keywords： Complex;Crystal Structure;Thermogravimetric Analysis

含苯并咪唑基有机化合物，由于其结构多样化、配位能力强而受到广大科研工作者的广泛关注[1-3]。有关该类化合物的研究主要集中在取代咪唑环上的碳原子或者氮原子从而获得新颖配合物结构上。作为苯并咪唑衍生物的重要化合物之一，2-(2-氨基苯)-1氢-苯并咪唑具有抗病毒、抗霉等性质，显示出良好的应用前景[4-6]。配体中含有氨基氮原子和咪唑氮原子可以作为双齿配体和金属离子配位，该配体可能存在的配位方式列于图1中。本文采用溶剂热法合成了2-(2-氨基苯)-1氢-苯并咪唑镍配合物，并利用元素分析、红外光谱和X-射线单晶衍射方法对配合物结构进行了表征，采用热重分析方法研究了配合物的稳定性。

图1 配体存在的配位方式

1 实验部分

1.1实验仪器

BRUKER EQUINOX-55傅里叶变换红外光谱仪(博悦仪器(上海)有限公司)；Vario EL III元素分析仪(艾力蒙塔贸易(上海)有限公司)；HTG-1热重分析仪(北京恒久科学仪器厂)；Bruker SMART APEX II CCD型X-射线单晶衍射仪(德国布鲁克公司)；水热反应釜(济南恒化科技有限公司)。

1.2实验试剂

2-(2-氨基苯)-1氢-苯并咪唑；MnCl2.4H2O；无水乙醇；N,N-二甲基甲酰胺；甲醇；NaOH；盐酸，以上固体试剂均为分析纯，液体试剂未经过处理，实验中直接使用。

1.3配合物的制备

将0.0213g(0.10mmol)2-(2-氨基苯)-1氢-苯并咪唑溶于2mL无水乙醇中，加入2滴N,N-二甲基甲酰胺，搅拌溶解。再称取MnCl2·4H2O 0.0202g(0.10mmol)溶于2mL去离子水中，将其滴加到配体溶液中，边滴加边搅拌，滴加完毕后，在混合溶液中继续加入6mL无水乙醇，搅拌5min，转移到带有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，120℃恒温72h，降温，得到浅绿色配合物晶体。元素分析理论值，%:C,47.54;H,5.18;N,12.80。实验值，%:C,47.82;H,5.26;N,12.63。红外光谱数据:3377Cm-1,3172Cm-1,1610Cm-1,1436Cm-1,1251Cm-1,929Cm-1,740Cm-1,497Cm-1。

1.4配合物晶体结构的测定

选择0.12mm×0.10mm×0.10mm的单晶置于Bruker SMART APEX II CCD单晶衍射仪上，使用经过石墨单色器单色化的MoΚα射线(λ=0.071073nm)，于298(2)K温度下收集衍射数据。晶体结构由SHELXL-97[7]程序计算解出，并进行全矩阵最小二乘法修正，对全部氢原子的各向异性温度因子进行了修正，除水分子的氢原子由差值Fourier合成法给出之外，其余氢原子则通过理论计算加入。(CCDC:no.897543,deposit@ccdc.cam.ac.uk)。

2 结果与讨论

2.1配合物晶体结构的描述

图2 配合物晶体结构

配合物的结构如图2所示：结果表明：配合物属于三斜晶系，空间群P-1，配合物的结构基元由Ni(II)、两分子配体和两分子水组成。如图2所示，两分子配体的四个氮原子和两分子水的两个氧原子与金属离子配位，支撑起一个变形的八面体结构。其中，配体中的N2和N4原子位于轴向上，N2-Ni-N4的键角为176.55(13)°，两分子水中氧原子和N1、N6位于八面体的平面上，O1-Ni-O2的键角为88.56(13)°，N1-Ni-N6的键角为93.05(4)°。同时，双齿配体通过扭转C2-苯环键角与中心金属离子形成两个扭曲的六元环，扭转的二面角角度分别为31.154(142)°和13.118(145)°。另外，在配合物中，中心离子与咪唑氮原子所形成的配位键的键长(2.0866(30)和2.0583(31)Å)较与氨基氮原子形成的配位键的键长(2.1526(40)和2.1063(29)Å)更短，形成的配位键更稳定。晶体结构参数列于表1，部分键长和键角列于表2。

表1 晶体结构参数

表2 配合物主要键长(Å)和键角(°)

图3 配合物2-D结构

如图3所示，游离的氯离子和配位的水分子通过形成分子间氢键O-H···Cl，将配合物连接成为一个二维平面结构，由于氢键的形成，进一步增强了配合物分子的稳定性。形成的二维平面通过π-π堆积，最终形成三维网络状结构(如图4所示)。

2.2配合物热重分析

如图5所示曲线a，b分别为配合物和配体的热重分析曲线。由a曲线可以看出：配合物的热分解分为两个阶段，第一阶段温度由90℃上升到130℃，配合物失重11.42%(理论值：10.97%)，失去的主要物质为晶体内未配位的四个结晶水，而330℃到475℃温度区对称符号:#1:1-x,-y,1-z;#2:-1+x,y,z;#3∶1-x,1-y,1-z;#4:x,-1+y,z;#5:-x,1-y,-z;#6:1-x,1-y,-z;间，发生了配合物的骨架坍塌，失重率为63.8%。另外，对比配体和配合物的热重结果发现：配合物的稳定性较配体明显提高。

图5 配体及配合物热重分析曲线

3 结论

以金属镍盐和2-(2-氨基苯)-1氢-苯并咪唑为原料，合成了2-(2-氨基苯)-1氢-苯并咪唑镍配合物NiL2(H2O)2，结果表明：该配合物属于三斜晶系，空间群P-1，通过分子间氢键可以链接为二维平面结构。另外，热重分析结果说明配合物较配体具有更好的热稳定性。

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[7]Sheldrick,G.M.SHELXL 97,Program for the Refinement of Crystal Structures,University of Gottingen,Germany,1997.

【责任编辑答会明】

Synthesis,CrystalStructureandPropertiesofMetalComplexesBasedon2-(2-Aminophenyl)-1H-benzimidazoleLigand

LI Ying-ying,LIU Yong-chun,ZHANG Ke-jun

(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,LongdongUniversity,Qingyang745000,Gansu)

061

A

1674-1730(2017)05-0045-04

2016-09-16

陇东学院博士基金项目《芳香羧酸构筑的金属有机骨架MOFs及其吸附性能研究》(No.XYBY140210)

李莹莹(1980—)，女，黑龙江牡丹江人，副教授，主要从事功能配合物的研究。