[发明专利]环状氮杂环卡宾金属配合物及其制备方法与应用

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21172172）和天津市自然科学基金（基金号为11JCZDJC22000）的资助下进行的。

技术领域

本发明属于金属有机化学技术领域，涉及通过双苯并咪唑盐作为前体的氮杂环卡宾金属配合物，更具体的说是一种环状氮杂环卡宾金属配合物及其制备方法，以及环状氮杂环卡宾金属配合物荧光识别性能的研究。

背景技术

金属有机化学是当今化学领域研究的热点，它不仅带动了新型合成方法的进步，更带动了新材料的更新和开发。氮杂环卡宾金属配合物无疑是金属有机化学研究的前沿领域之一。周期表中几乎所有金属都可以与氮杂环卡宾反应形成金属配合物。在与金属进行配位时，氮杂环卡宾与金属进行配位的键能比相应的有机膦的键能更高；而它们比有机膦配合物显示出的更大的优势也是源于其对高温、潮湿和氧化剂的稳定性更高。近年来，随着科技的发展，氮杂环卡宾金属配合物在有机化学学科、金属有机化学学科、催化学科、生物学科、微电子学科和医药学科等诸多领域显示出了广泛的应用价值和应用前景。

从其应用领域来看，氮杂环卡宾金属配合物是一种新型的具有高活性、高选择性的催化剂，其内容也在发生日新月异的变化。在以往的研究工作中，许多金属有机化合物都被作为非常重要的催化剂使用，尤其是有机膦配体的金属配合物，在均相催化反应中得到了广泛的应用。氮杂环卡宾金属配合物也可以应用于材料科学领域和光物理学等领域。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，还可同时起双重作用。荧光分子开关的研究已成为化学领域的前沿课题之一。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。氮杂环卡宾金属配合物在主客体化学中以其独有的结构，可作为受体应用于阳离子、阴离子、中性分子识别。随着研究的深入和研究范围的拓展，氮杂环卡宾金属配合物作为荧光开关的主题化合物必将在化学学科、生命学科、环境分析和临床医学等领域得到应用。

发明内容

本发明的目的在于提供通过双苯并咪唑盐作为前体的环状氮杂环卡宾金属配合物，特别是通过双苯并咪唑盐作为前体的环状氮杂环卡宾银配合物。

本发明所述的双阳离子杂环前体的制备方法，指的是先用不同取代的C1—C6卤代烷烃与苯并咪唑合成相应的烷基苯并咪唑，再与取代烃反应生成双苯并咪唑盐1，2-二[2-（N-取代基苯并咪唑甲基）苯氧基]烷烃卤化物。

本发明同时又涉及了环状氮杂环卡宾银配合物及其制备方法。

本发明更进一步涉及了通过双苯并咪唑盐作为前体的环状氮杂环卡宾金属配合物在荧光识别领域中的应用。

为完成上述各项发明目的，本发明技术方案如下：

具有通过双苯并咪唑盐作为前体的环状氮杂环卡宾选自由下列式子表示的化合物：

  

其中，n为1～4， 1，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，C₁—C₆ 有机基选自烷基，例如C₂H₅、C₆H₁₃；支链烷基例如异丁基、正丁基或新戊基；环烷基例如环丙烷甲基或环丁烷乙基；链烯基例如乙烯基、丙烯基或烯丙基；环烯基例如环丙烯基；炔基例如乙炔基；芳基例如苄基、萘甲基、蒽甲基；含氮杂环及其取代衍生物，例如乙基咪唑、正丁基咪唑、苄基咪唑、乙基苯并咪唑、正丁基苯并咪唑或1-吡啶甲基苯并咪唑。

具有通过双苯并咪唑盐作为前体的环状氮杂环卡宾金属配合物：