[发明专利]含去质子乙腈氮杂环卡宾汞配合物的制备方法与应用

说明书

关于资助研究或开发的声明：

本发明是在国家自然科学基金(基金号为20872111)和天津市自然科学基金(基金号为07JCYBJC00300)的资助下进行的。

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，更具体的说含去质子乙腈氮杂环双卡宾金属配合物及其制备方法与应用。

背景技术

在1991年Arduengo第一次分离得到了稳定的游离N-杂环卡宾(NHC)以后，N-杂环卡宾金属配合物的研究在近十几年来得到了迅速的发展。周期表中几乎所有金属的N-杂环卡宾配合物都有报道。研究发现这类配合物的催化性能在许多方面优于膦配体的金属配合物，这类催化剂具有好的热稳定性和耐水性，在催化过程中不需要用过量的配体，且能负载在树脂上(如1)，使均相反应固相化。这些特点膦配体却很难具备，所以人们预言在催化方面氮卡宾可能有取代膦配体的趋势。

N-杂环卡宾N原子上的R基团有着丰富的变化，既可以是高聚物，也可以是手性基团，还可是其它配位基团诸如膦配体。这些都预示了N-杂环配体在催化应用领域具有广阔的发展前景(Scheme 1)。

Scheme 1由咪唑化合物生成的各种卡宾

除了作催化剂，N-杂环卡宾也可应用于荧光分子开关等领域。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

本发明涉及氮杂环双卡宾汞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：

Hg_mB(X)_n(CCN)

其中，m为2～6；

B表示通过均四甲苯连接的氮杂环双卡宾；

X表示卤素负离子；

n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，R是独立地或结合起来为氢或C₁-C₆有机基，C₁-C₆有机基选自烷基、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，烷基例如正丙烷、正丁烷；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-吡啶甲基苯并咪唑等。

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：

其中R选自氢、C₁-C₆烷基、支链烷基、环烷基、链烯基、环烯基、炔基、芳基、含氮杂环或烷氧基。