[发明专利]氮杂环双卡宾金属配合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于有机合成和金属有机化学技术领域，涉及氮杂环卡宾金属配合物的合成，更具体的说环状氮杂环双卡宾金属配合物及其制备方法与应用。

背景技术

由于氮杂环卡宾的独特性质，引起了化学家们的极大兴趣。各种稳定的氮杂环卡宾的合成和成功分离迅速地促进了氮杂环卡宾化学的发展。对氮杂环卡宾的研究最早开始于1960年，当时Wanzlick等对噻唑-2-碳烯(1)，作为反应中间体进行了详尽的研究。由于噻唑-2-碳烯类化合物异常的活泼，当时Wanzlick并没有分离得到氮杂环卡宾，但他们认识到咪唑环中邻位N原子的给电子效应能稳定2-位上的卡宾中心，这为以后氮杂环卡宾化学的发展奠定了基础。

1991年Arduengo领导的研究小组成功的获得了游离的氮杂环卡宾，这一研究成果促进了氮杂环卡宾化学的迅速发展。他们首先由二-(1-金刚烷基)咪唑盐和氢化钠在四氢呋喃中反应，少量DMSO作催化剂，成功分离得到了稳定的氮杂环卡宾2，产品为热稳定的晶体，X-单晶衍射分析法确定了它的结构。后来他们又用1，3-位连有体积较小取代基的咪唑盐制得了其他类型的稳定氮杂环卡宾。从而使氮杂环卡宾化学成为近十几年来有机化学领域的研究热点之一。

荧光分子开关是超分子化学的重要组成部分。为了达到真正模拟人脑思维的目的，实现在有机分子尺寸范围内对电子的控制，科学家们提出了在分子水平上研制计算机的设想。经过精心设计的荧光分子开关，可以研制成智能化的生物传感器。此外，荧光分子开关由于可以根据外界环境的不同刺激进行开关动作，因而近几年来它在环境分析、临床医学和显微技术等领域得到了应用。最近几年包含金属离子配合物的荧光分子开关受到了科学家的极大关注，因为金属离子配合物既可以用作具有延迟发射的荧光团，也可用作受体(主要接受阴离子客体)，还可同时起双重作用。荧光分子开关的研究已成为世界性前沿课题。荧光分子开关大多数是“荧光团-间质-受体”型的结构。或者是几个这样的相同的部分或不同的部分的组合。金属离子配合物作为荧光分子开关的组件有其独特之处，即具有灵敏度高、简单、可靠等特点。通过对其深入研究必将在生命科学、信息科学、环境分析、临床医学和显微技术等领域得到广泛的应用。

发明内容

本发明涉及环状氮杂环双卡宾汞，铜和银配合物及其制备方法。

本发明也涉及作为制备此类有机金属配合物的双阳离子杂环前体的制备方法。

本发明涉及此类金属有机化合物的氢谱标定。

本发明涉及此类金属有机物的晶体的养成方法，测量数据和数据的研究。

本发明所涉及的金属有机配合物均是通过扩散或挥发的方法培养得到的。

本发明所涉及的金属有机配合物包括权利3、4、5中所描述的金属配合物。

本发明所涉及的金属有机配合物均进行了核磁数据表征以及荧光数据的测定。

本发明进一步提供了在惰性气体保护下制备氮杂环双卡宾金属配合物的方法。并对其进行晶体学表征。

本发明中的金属有机配合物均通过X-射线衍射仪进行测定和数据表征。

本发明的技术方案如下：

具有下述化学通式的氮杂环双卡宾金属配合物：

M_nL(Y)_m

其中，M为汞、银或铜的金属阳离子；

n为1或2；

L表示通过均四甲苯连接的N-杂环双卡宾；

Y表示卤素负离子或六氟磷酸根负离子；

m表示负离子的个数，其值为2。

本发明所述的氮杂环双卡宾选自由下列式子表示的化合物：

其中，R₁、R₂是独立地或结合起来为氢、C₁-C₆烷基或C₁-C₆有机基，支链烷基、环烷基、链烯基、环烯基、炔基、芳基、芳基烷基、含氮杂环(如吡啶环)或烷氧基。

其中，R₁和R₂，C₁-C₆有机基选自烷基例如C₂H₅、C₆H₁₃、支链烷基例如异丁基、新戊基、炔基例如乙炔基、烷氧基例如乙氧基、芳基例如苄基、萘甲基、含氮杂环及其取代衍生物例如(乙基咪唑、正丁基咪唑、乙基苯并咪唑、正丁基苯并咪唑、1-吡啶甲基苯并咪唑)。

本发明优选的氮杂环双卡宾金属配合物，选自下式的化合物：