琥珀酸锶的制备及结构表征

王海琳

摘要：琥珀酸别名为丁二酸，可制备五元杂环化合物。本论文主要介绍以琥珀酸与氯化锶作为反应物，合成琥珀酸锶晶体的方法。通过X-射线单晶衍射仪对该晶体内部原子在空间分布状况的结构进行分析，通过分析表征它的结构，进而得到了琥珀酸锶晶体的分子结构与配位环境。

关键词：琥珀酸锶;晶体;单晶衍射;分子结构

1前言

氯化锶是最常见的锶盐，为无色透明的结晶或颗粒。分子式为SrCl₂，是生产锶盐和颜料的原料。琥珀酸为无色结晶体，工业上，琥珀酸常由丁烯二酸催化还原制得;实验室中，琥珀酸常由丙二酸二乙酯的钠盐与碘反应水解脱羧制得。由于琥珀酸具有两个活泼的亚甲基，因此具有很多特殊反应特性，如酯化、还原等。以琥珀酸为基础，通过各种反应，可以制取多种化学制品，其中琥珀酸的最重要用途是制备五元杂环化合物，它是一种呋喃环系化合物。

X射线可以用来研究晶体中原子排列，原理是利用电子对X射线的散射作用，以获得晶体中电子密度的分布情况，再从中分析获得原子的晶体结构。晶体结构的测定对学科的发展、物体性能的解释、新产品的生产和研究等方面都有很大的作用，可以解释晶体能自发长成多面体外形（自范性）和晶体各种物理性质（光性，导热性等）的各向异性和对称性等。

本文以琥珀酸与氯化锶作为反应物合成琥珀酸锶的晶体，研究其晶体结构，并对其化学性质进行研究。

2实验

2.1实验方法

利用液相回流法合成了琥珀酸锶晶体。将反应物溶于无水甲醇中，用电搅拌搅拌均匀，加热回流过滤并静置数天，待溶液蒸发至饱和状态，得到晶体。将得到的晶体置于单晶衍射仪中，结合布拉格公式得到晶体分子结构和晶胞结构。

2.2化学试剂与仪器

2.3实验步骤

将琥珀酸与SrCl₂称重倒入圆底烧瓶中并加入无水甲醇，加热回流搅拌待全部溶解，反应4-6个小时，将溶液倒入烧杯中并封上保鲜膜，扎孔、冷卻、静置数周后得到无色针状晶体。干燥好的样品放入称量瓶中并标注好，放入干燥器备用。选择尺寸为0.42mm×0.16mm×0.12mm的晶体粘在精细玻璃纤维上并安装在衍射仪上，衍射仪波长设置为0.71073?。在293K的温度下采集数据，表征其结构。

3.结果与讨论

琥珀酸锶的分子结构如图1所示，琥珀酸锶的结构单元图如图2所示，配位环境如图3所示。琥珀酸锶晶体为单斜晶系，P2（1）/c空间群，晶胞参数a=7.4719（7）?，b=18.3756（15）?，c=9.0536（8）?，a=g=90°，b=109.420（2）°。琥珀酸锶具有很强的螯合性质，每个琥珀酸阴离子与三个锶离子相连，每个锶离子与六个琥珀酸阴离子螯合，形成六配位的螯合物。琥珀酸分子间通过范德华力与离子间作用力相互键连成二维网状结构。

4.结论

（1）本论文选择琥珀酸和二氯化锶为反应物，利用液相回流合成法，合成了琥珀酸锶晶体，并对晶体合成环境做了记录。

（2）通过X-射线单晶结构细致分析和运算，得到了琥珀酸锶晶体分子的晶体数据，对晶体的日后深入研究做好准备。

（3）通过分析晶体数据得到了琥珀酸锶晶体的分子结构图与晶胞结构图，进而可以通过结构分析，得到大量未知的化学性质，更加了解晶体的特性，为实现应用打下基础。

参考文献

[1]周公度.化学词典[M].化学工业出版社.

[2]南京大学《无机及分析化学》编写组.无机及分析化学[M].第三版.北京：高等教育出版社.1998.

[3]王菲菲.系统代谢工程改造树干毕赤酵母生产琥珀酸[J].江南大学.