配合物[Cu(EDA)2Cl·H2O]Cl的合成及晶体结构和催化活性的研究

殷 杰

配合物[Cu(EDA)2Cl·H2O]Cl的合成及晶体结构和催化活性的研究

殷 杰

（信阳职业技术学院 医学化学教学部，河南 信阳 464000 )

在乙醇体系中合成了铜配合物[Cu(EDA)2Cl·H2O]Cl（EDA=乙二胺），通过元素分析及 X-射线单晶衍射对其进行了表征。结果表明：该化合物属于单斜晶系，P21/n空间群，晶胞参数为=6.203 5(12) Å，=15.246(3) Å,=11.830(2) Å，=90.00°，=98.60(2) °，=90. 00°，晶胞体积=1106.3(4) Å3，=4，calc=1. 637 g·cm-3，(000)= 564，=2.424 mm-1，=0. 062 0，=0. 1684。并就该配合物对催化分解过氧化氢反应进行了研究。

铜配合物；乙二胺；晶体结构；催化分解；过氧化氢

过氧化氢是生物体新陈代谢的产物之一，它很容易发生均裂分解，使得过氧键断裂成羟基自由基·HO，·HO是一种极具破坏作用的自由基，可氧化与之接触的几乎所有细胞组分，从而引起衰老、癌变及其他疾病。生物体内过氧化氢酶能有效地将H2O2催化分解成H2O和O2，在防止H2O2积累而造成DNA损伤及癌变等方面起着重要的作用[1]。目前，如何利用人工合成的化学品模拟过氧化氢酶也就成为人们关注的焦点，而以金属配合物作为模拟酶的研究成为首选[2-3]。

乙二胺是良好的碱和还原试剂，可以与金属离子形成配合物，本文以乙二胺和铜的无机盐为原料， 合成了金属铜的配合物[Cu(EDA)2Cl·H2O]Cl，并获得该铜配合物单晶，测得其结构（如图1）。考察了该金属配合物催化分解双氧水的反应性能。研究表明， 该配合物对于催化分解双氧水反应表现出很强的催化活性。

图1 配合物的结构

1 实验部分

1.1 配合物的合成

25 mmol乙二胺和10 mmol氯化铜分别溶入 20 mL的无水乙醇，然后将二者混合，在70~80 ℃水浴加热回流2 h，冷却静置，得到蓝色晶体，抽滤，真空干燥，得1.65 g产品，收率为86.91%。该配合物在空气中极易吸潮。取0.2 g配合物溶于10 mL乙醇水溶液（1∶3），经过过滤放入小烧杯里，在恒温真空干燥箱里放置，半个月后得到淡蓝色棒状单晶。

1.2 晶体结构得解析

选取尺寸大小为0. 47 mm×0. 44 mm×0. 21mm的晶体，用作结构测定，采用B ruker Smart A epex CCD型衍射仪收集衍射数据，使用石墨单色化的MoKõ射线(K=0. 071 073 nm)，扫描方式X-W，温度298(2) K，在2. 633

1.3 H2O2的催化分解

用高锰酸钾标准溶液滴定并计算双氧水分解率。研究配体、原料铜盐和配合物在相同条件下对过氧化氢分解反应的影响，比较出各自催化活性的大小[4-5]。

2 结果与讨论

2.1 配合物化学组成测定

配合物的C﹑H用Elementar Vario ELⅢ元素分析仪测定，实验值为：C=17. 9%，H=6. 57%；理论值为：C=17. 6%，H=6. 59%[6]。

2.2 配合物晶体结构

晶体解析表明：该配合物属单斜晶系，空间群为P21/c，晶体学参数为=1.550 51(15) nm，=0.535 22(10) nm，=9.196 2(14) nm，=93.567，晶胞参数为=6.203 5(12) Å，=15.246(3) Å，=11.830(2) Å，=90.00°，=98.60(2) °，=90.00°，晶胞体积=1106.3(4) Å3，=4，calc=1.637 g·cm-3，(000)= 564，=2.424 mm-1，=0.062 0，=0.168 4。晶体结构可以看出，Cu（II）与两个乙二胺的4个N原子以及1个Cl和1水分子上的O原子形成六配位的变形八面体。配合物的非氢原子坐标和热参数列于表1，配合物键长和键角列于表2，配合物的晶体数据和结构细化于表3，图2为晶体结构图。

表1 非氢原子坐标和热参数

表2 配合物主要键长和键角

2.3 氯化铜、乙二胺与铜配合物催化性能的比较

分别取1 mmol配合物、氯化铜、乙酰胺作催化剂，加入15%的双氧水20 mL，室温（20 ℃）放置0.5 h和1 d。然后用高锰酸钾标准溶液滴定并计算双氧水分解率。

表3 Cu（II）配合物的晶体数据和结构细化

图2 配合物晶体结构

表4 不同化合物对双氧水分解的催化性能

从表4可知，配体的催化活性很弱，铜金属盐及其配合物都一定的催化活性，金属铜的配合物[Cu(EDA)2Cl·H2O]Cl的催化活性非常优异，远比其金属盐的催化性能好。

3 结 论

在无水乙醇中合成了 [Cu(EDA)2Cl·H2O]Cl新型铜配合物，由于该配合物极易吸潮，只能在真空干燥箱培养出单晶，并对其晶体结构进行分析及催化活性进行研究，结果表明该配合物的催化性能远远高于铜离子本身的催化性能。

［1］李慎新，李建章，谢家庆，等. Schiff碱铜配合物模拟过氧化物酶的研究[J].化学学报，2004，62（6）：567-572.

［2］朱伟长.氨基羧酸铁(Ⅲ)配合物催化分解过氧化氢[J].化学研究与应用，2003，15（2）：190-192.

［3］陈 勇，张斌，万平，等.金属胶束模拟过氧化氢酶的热动力学研究[J].化学研究与应用，2002，24（3）：283-285.

［4］方海林，袁淑军.水杨醛缩牛磺酸合铜配合物催化过氧化氢分解[J]. 应用化工，2005，34（11）：11-13.

［5］刘善斌. 新型过渡金属配合物的合成、表征及应用研究[D].青岛：中国海洋大学，2011.

［6］TAI X S, JIE Y. Synthesis,crystal stracture and antibacterial activity of Mg(Ⅱ) complex [Mg(H2O)6](4-amino-3-methylbenzenesulfonate)2[J].,2015,5(3): 294-301.

Study on Synthesis, Crystal Structure and Catalytic Activity of Complex [Cu(EDA)2Cl·H2O]Cl

（Department of Medical Chemistry Teaching ,Xinyang Vocational and Technical College, Xinyang Henan 464000, China）

Copper complex [Cu(EDA)2Cl·H2O]Cl (EDA =ethylenediamine) was synthesized in ethanol system and characterized by elemental analysis and X-ray single crystal diffraction. The results showed that the compound belonged to monoclinic system, p21/n space group, crystal lattice parameters:=6.2035(12) Å,=15. 246(3)Å,=11.830(2)Å,=90.00,=98. 60(2) °,=90.000,=1106.3(4) Å3,=4,calc=1.637 g·cm-3,(000)=564,=2.424 mm-1,=0.0620,=0.1684. The catalytic decomposition of hydrogen peroxide with this complex was studied.

Copper complex; Ethylenediamine; Crystal structure; Catalytic decomposition; Hydrogen peroxide

2020-10-17

殷杰（1971-），男，河南省信阳市人，副教授，硕士，研究方向：应用化学。

O641.4

A

1004-0935（2021）03-0298-03