論文有機化學開題報告書

1、.PAGE 331 2021 屆本科畢業(yè)設計論文開題報告題 目 咪唑二四唑與Mg(II)、CaII配合物的合 成與表征 學 院 化學與材料工程學院 年 級 20*級 專 業(yè) 化學師 班 級 *學 號 *姓 名 * 校導師 * 職 稱 *校外導師 職 稱 畢業(yè)設計(論文)題目咪唑二四唑與Mg(II)、CaII配合物的合成與表征一、課題的目的和意義： 配位化學是在無機化學根底上開展起來的一門邊沿學科，主要研究對象為配位化合物(Coordination pounds，簡稱配合物) 。50年代以來以其與有機合成化學和構造化學相結合為特點，開場了無機化學的復興時期，從而在實際上打破了傳統(tǒng)的無機、有機和物

2、理化學的界限，進而成為各化學分支的結合點。在眾多配合物中金屬離子和有機配體形成的配合物以其把戲繁多的價鍵形式和空間構造，在化學鍵理論開展、配合物性能等多樣性方面引起了人們廣泛的研究興趣。隨著價鍵理論、晶體場理論以及分子軌道理論的相互穿插，不斷開展，配位化學也得到了空前的開展，不再作為無機化學的邊沿科學，突破傳統(tǒng)配位化學概念，成為一門獨立的化學分支而活潑于化學科學領域。含氮雜環(huán)化合物的研究所涉及圍比較廣，實際應用也是比較多，包括在農藥、醫(yī)藥以及材料方面等。含氮雜環(huán)類化合物含有一個或多個N原子，N原子能與金屬進展配位，形成配位絡合物，另外，對于絕大局部的含氮雜環(huán)是具有芳香性的，對于研究絡合物(如茂

3、金屬等)，是具有很廣的研究空間和很深的研究價值的。四唑及其衍生物具有高氮含量、高生成焓、易于實現(xiàn)氧平衡、平安以及環(huán)境友好等特點, 目前對于多氮含能化合物的研究成為了國際含能材料研究領域的熱點，如作為高能鈍感炸藥、火箭推進劑、氣體發(fā)生劑以及焰火劑等。同時由于其分解產物為清潔的氮氣，因此多氮化合物被稱為“綠色含能材料。此外, 四唑類及其衍生物在各種功能材料中有著廣泛的應用, 如可作為碳化氮納米材料的前驅體；局部四唑類化合物還可用作生物醫(yī)藥材料、農藥材料等；構造中的氮原子具有較強的配位能力，還用于合成構造新穎的功能配合物材料。 理論上多氮化合物中直接相連的氮原子數(shù)目越多, 生成焓越大, 分解產物中清

4、潔N2所占比重也越大。本次課題所選用的咪唑二四唑配體是典型的氮雜環(huán)化合物，基于文獻的檢索，發(fā)現(xiàn)含氮雜環(huán)的配合物因其獨特的性質在材料、醫(yī)學、藥學等科學領域顯示出應用前景，本課題研究咪唑二四唑與Mg(II)、CaII配合物的合成與表征，重點對配體的配位方式，咪唑二四唑與Mg(II)、CaII配位化合物的合成條件，晶體生成方式進展探究，并對其晶體所具有的構造進展分析，并探究其存在的潛在應用價值前景，對促進配位化學的理論與實踐都具有重要的意義。二、課題研究的主要容論文提綱：本課題用咪唑二四唑與 MgII、Ca(II)配位形成新型金屬配合物。開展含氮雜環(huán)配體的功能金屬配合物的研究，不僅能豐富配位化學的理

5、論與實踐，而且還能為這類化合物在各種不同領域的應用打根底。1、咪唑二四唑與Mg(II)、CaII配合物的合成方法的研究：溶劑擴散法、揮發(fā)法、水熱法等。2、反響條件的研究： = 1 * GB3 Mg(II)鹽、 CaII鹽的種類和用量 = 2 * GB3 配體的用量及溶劑的種類和用量 = 3 * GB3 不同的反響時間。不同的pH； 不同的反響溫度以及反響時間等。通過紅外光譜、*-射線單晶衍射等儀器分析手段對所得配合物進展表征。分析配合物的晶體構造，通過構造分析研究，對分子自組裝的本質和規(guī)律做探討和分析，開拓創(chuàng)造新的分子物種。研究配合物的潛在物理及化學性質，如熒光，熱穩(wěn)定性，催化性質等。文獻檢索

6、及參考文獻目錄(列明文獻檢索的數(shù)據(jù)庫名稱及檢索策略，參考文獻至少15篇以上：文獻檢索的數(shù)據(jù)庫名稱：萬方數(shù)據(jù)庫、中國知網、中國科學院、ACS美國化學會 、RSC英國皇家化學會、德國Wiley數(shù)據(jù)庫等。文獻檢索策略：在數(shù)據(jù)庫中查找配合物、氮雜環(huán)配合物、咪唑二四唑等文獻。1*志固. 現(xiàn)代配位化M, : 科學工業(yè),1987.2游效曾,孟慶金,萬書.配位化學進展M.:高等教育.2000.3為銀,配位化學(第一版)M,化學工業(yè),2004.4郭寶章. 配位化學的奠基人維爾納A.WernerJ. 化學教育, 1981, (6): 37.(6):20-22.6Q.Gang, W.G.Zhang, Y.Dai,

7、An efficient synthesis of 5-substituted 1H-tetrazoles catalyzed by grapheneJ. Polymer Engineering & Science. 2021.02(158):1149-1155.7Bozkurt Ayhan ,Sinirlioglu Deniz , Muftuoglu Ali Ekrem , Novel posite polymer electrolyte membranes based on poly(vinyl phosphonic acid) and poly (5(methacrylamido)tet

8、razole)J.Polymer Engineering & Science. 2021.05(18):260-269.8Kanagathara N , Disli A , Saglam S ,etc. Synthesis, characterization and theoretical studies of 5-(benzylthio)-1-cylopentyl-1H-tetrazoleJ.SPECTROCHIMICA ACTA PART A-MOLECULAR AND BIOMOLECULAR SPECTROSCOPY. 2021.07(071):1011-1018.9Organic C

9、hemistry; Reports Outline Organic Chemistry Study Findings from TechnicalUniversity (Concise Synthesis of Tetrazole-Ketopiperazines .J.Chemicals & Chemistry , 004.01(02):144210H.Zhao, J.*iao Acta.Crystallegr.Sect.E 2021，65，m54210Mihina, Joseph S.; Herbst, Robert M. The Reaction of Nitriles : Synthes

10、is of Monosubstituted Tetrazoles. J. Org. Chem. 1950, 15 (5): 10821092.11Satchell, Jacqueline F.; Smith, Brian J. Calculation of aqueous dissociation constants of 1,2,4-triazole and tetrazole: A parison of solvation models. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4 (18): 43144318.12Brockhaus ABC Chemie, VEB F

11、. A. Brockhaus Verlag Leipzig 1965, Seite 1391.13R.A. Henry, W.G. Finnegan: An Improved Procedure for the Deamination of 5-Aminotetrazole in J. Am. Chem. Soc. 76 (1954) 290291.14F. Kurzer, L.E.A. Godfrey: Synthesen heterocyclischer Verbindungen aus Aminoguanidin in Angew. Chem. 75 (1963) 11571175.15

12、Y.*.Li, Z.Y.Sun, T.T.Sun, Cross-linked polymers based on 2,5-disubstituted tetrazoles for unsaturated hydrocarbon detection,RSC ADVANCES,2021,3(44):21302-2130516Y.Li, L.*.Gao, F.S.Han, Efficient synthesis of 2,5-disubstituted tetrazoles via the Cu2O-catalyzed aerobic o*idative direct cross-coupling

13、of N-H free tetrazoles CHEMICAL MUNICATIONS,2021,48(21):2719-2721四、課題研究的根底、現(xiàn)狀與趨勢(基于對參考文獻資料的分析、綜合與歸納，不少于1000字)：配位化學作為近代化學分支學科中開展最迅猛學科之一,不僅在配合物分子成鍵構型上有著深度的研究(包括價鍵理論、晶體場理論、分子軌道理論以及配位場理論等)，而且在配合物實際應用上的研究成果也是比比皆是(比方催化、儲氫、吸附、磁學、光電功能性材料等方面)。配位化學近年來開展迅速，應用前景廣泛，已經成為一門主流化學學科而獨立于眾多化學分支中，自成一派，因其理論容開展豐富(例如把戲繁多的價

14、鍵形式和空間構型)，實際應用涵蓋廣泛(比方在分析、生化、環(huán)境化學等方面)，使之成為有機化學、分析化學、物理化學、生物化學等較多學科的穿插點，相互滲透促進開展。隨著現(xiàn)代配位化學的深入開展,唑類配體很快成為含氮雜環(huán)一類具有吸引力的功能性配體而受到關注。這是因為唑類多為多齒配體,具有多個配位點,且配位能力較強,往往能和多種金屬離子配位；在與金屬離子配位時因其身構造的多樣性(鰲合或橋連)容易形成分子聚集體或多維構造的配位聚合物；另外,此類配體是含氮的芳香體系,在形成配合物的過程中易形成堆積以及C一H相互作用,同時氮原子也有易于形成氫鍵,從而組裝出許多具有新穎構造和特殊功能的超分子配合物。含氮雜環(huán)類配體

15、配合物不但構造多姿多彩,還具有不尋常的光、電、磁、催化、吸附別離、生物活性等性質,具有良好的應用前景,故受到人們的極大關注和研究。在唑類化合物中,四唑是含四個氮原子的五元雜環(huán),它的骨架為平面構造,具有芳香性。早些年,傳統(tǒng)合成四唑條件比較苛刻,同時產率低、后處理困難等,四唑一直被作為藥物和其它前體而被研究,它的應用與開展受到了一定的限制。直到近年來,Sharpless報道了一種簡單環(huán)保、溫和的合成四唑的方法之后,四唑及其衍生物越來越受到人們的關注,隨之其配位化學也得到了長足的開展,它們的配合物在光、電、磁、催化及生物活性等方面展現(xiàn)出了誘人的前景。隨著研究的深入，四唑基被引入到新型多功能配體的設計

16、和合成中。2021年，熊仁根等對水熱、溶劑熱法原位合成5-取代四唑類配合物；卜顯和等設計合成了系列四唑衍生物配體，將配體通過水熱或溶劑熱與金屬離子反響，或直接利用原位反響得到了一些具有良好的熒光、吸附和磁性的功能配位化合物。四唑及其衍生物具有高氮含量、高生成焓、易于實現(xiàn)氧平衡、平安以及環(huán)境友好等特點,目前對于多氮含能化合物的研究成為了國際含能材料研究領域的熱點，如作為高能鈍感炸藥、火箭推進劑、氣體發(fā)生劑以及焰火劑等。同時由于其分解產物為清潔的氮氣，因此多氮化合物被稱為“綠色含能材料。此外,四唑類及其衍生物在各種功能材料中有著廣泛的應用,如可作為碳化氮納米材料的前驅體；局部四唑類化合物還可用作生

17、物醫(yī)藥材料、農藥材料等；構造中的氮原子具有較強的配位能力，還用于合成構造新穎的功能配合物材料。理論上多氮化合物中直接相連的氮原子數(shù)目越多,生成焓越大,分解產物中清潔N2 所占比重也越大。本課題組同樣注意到了四唑類配體及其衍生物擁有的獨特的配位性能，繼續(xù)對四唑類配體及其衍生物進展設計合成，并成功設計合成了多種四唑衍生物配體。本課題研究的咪唑二四唑配體便是其中的一種，靈活的配位方式使配體與金屬離子會產生多樣的構造，相信做出的配合物具有更加多元化的應用。本次選擇了咪唑二四唑，對此配體的配位方式，Mg(II)、CaII配位化合物的合成條件，晶體生成方式進展探究，并對其晶體所具有的構造進展分析，并探究其

18、存在的潛在應用價值前景，對促進配位化學的理論與實踐都具有重要的意義。五、本課題解決思路或實驗方法1.查閱相關的文獻資料，學習文獻中報道的制備方法，設計可行的實驗方案。2.設計合成配體的方案，咪唑二四唑配體的設計與合成；3.咪唑二四唑配體的MgII、Ca(II) 配位化合物的合成技術的研究：( 1 ) 溶劑的選擇：蒸餾水、乙醇、甲醇、蒸餾水和甲醇、蒸餾水和乙醇等；( 2 ) 金屬離子的選擇；MgII、Ca(II)( 3 )金屬鹽和配體之間的用量配比關系；( 4 )不同的反響條件：常溫、水熱、水浴等以及pH的調控；( 5 )不同的合成方法：擴散法、水熱法、揮發(fā)法等。4、對其配合物進展性質表征：(1)用紅外光譜法對配合物進展初步的鑒定；(2)用*-射線單晶衍射法對晶體進展構造測試；(3)測試配合物的熒光性能，熱穩(wěn)定性等性質。六、工作方案或時間安排起止日期畢業(yè)設計(論文)工作進度主要容、完成要求1.01氮雜環(huán)配合物的合成的相關資料查詢，設計實驗方案，制定實驗方案。2021.12.01-2021 .01.30撰寫開題報告, 對咪唑二四唑配體的MgII、Ca(II) 配位化合物的制備條