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量子化學(xué)的主要研究方向范文第1篇

關(guān)鍵詞 Schiff堿；金屬配位聚合物；現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析方法

中圖分類號TQ13 文獻標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2014）113-0180-02

1 Schiff堿的簡介

Schiff堿為包含甲亞胺基或者亞胺的有機化合物的統(tǒng)稱。根據(jù)Schiff堿不同的配體可將其分成縮胺類、腙類、縮酮類、縮胺基脲類、縮喹啉類、氨基酸類及氨基酸酯類、其他縮酯氮雜環(huán)類等幾類。合成Schiff堿的過程牽涉到重排、加成、消去等縮合反應(yīng)過程，在該反應(yīng)中有重要地位的是反應(yīng)物的電子效應(yīng)和立體結(jié)構(gòu)。

Schiff堿與其配合物憑著其比較容易合成、反應(yīng)時可以靈活選擇肼類或者胺類及其含有羰基的不同酮或醛等內(nèi)在要素，在很長一段時間內(nèi)都收到重視。有關(guān)Schiff堿及其配合物應(yīng)用的報道較多，主要有基于生物活性在藥物方面的應(yīng)用與藥物分子的設(shè)計和基于化學(xué)反應(yīng)在催化劑、穩(wěn)定劑等方面的應(yīng)用等。

R=2-Me及R=2-OH基的Schiff堿的活性非常強，可以使腫瘤的生長變緩，這一點在很多活體實驗研究中已經(jīng)得到證實。另外，實驗證實醛取代基治療腫瘤的效果要比胺取代基好，病區(qū)Schiff堿中水楊酸類抗腫瘤的效果最好。Schiff堿中芳香類和芳香類的配合物能催化氧化、分解、聚合等化合反應(yīng)。此外，稀土與β-丙氨酸Schiff堿配合物也存在一些催化的能力，抗壞血酸及半胱氨酸氧化可被某些Schiff堿配合物催化。

2 Schiff堿的金屬配位聚合物

金屬配位聚合物的形成依靠過渡金屬和有機配體的自組裝，復(fù)合高分子與配位化合物的優(yōu)點它兼而有之，它內(nèi)含很多重金屬離子、結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣、理化性質(zhì)比較特殊，故其應(yīng)用前景非常好，尤其在超導(dǎo)材料及催化、磁性材料及非線性光學(xué)材料等方面的應(yīng)用有很大潛力。近年來，配位聚合物晶體工程學(xué)受到了廣泛的關(guān)注，特別是配位超分子晶體越來越得到重視，在多相催化、分子篩、磁學(xué)性質(zhì)以及非線性光學(xué)性質(zhì)等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值，其Schiff堿型聚合物則因為表現(xiàn)出的光電子性質(zhì)、非線性光學(xué)性質(zhì)、液晶性質(zhì)而被材料科學(xué)界所矚目。合成Schiff 堿配合物的方法一般有溶劑熱法、水熱法、溶膠-凝膠法及溶液自組裝法等。

3 Schiff堿的重要配位離子―Cu(Ⅱ)

有關(guān)Schiff 堿與其配合物應(yīng)用的文獻很多，主要起源的因素有其含有基因的功能性、將要發(fā)生的反應(yīng)、中心離子的功能、成鍵和電子效應(yīng)等。Cu（Ⅱ）在人體的微量元素含量中居第三位，在鐵和鋅之后，銅離子的結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，并且有很好的配位功能，所以在合成配合物時經(jīng)常選用它。最近幾年，手性分子、以氫鍵連接形成的螺旋長鏈分子、磁交換等為銅配合物的主要研究方向。配體與銅形成的許多配合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，有很好的磁性，一些銅配合物中的橋基結(jié)構(gòu)的研究，對于人們掌握Cu-Cu原子間的磁交換作用的機理起著重要作用，并且對研究磁學(xué)和結(jié)構(gòu)的關(guān)系發(fā)揮著重要作用。

人們常用的各種油漆、涂料等的添加劑中就有Schiff堿銅離子配合物，當(dāng)人們使用含有Schiff堿銅離子配合物的油漆、涂料后，在外部環(huán)境的理化作用下，會析出螯合物里面的金屬離子，從而在物體表面覆蓋一層金屬離子組成的保護膜，增加了物業(yè)的耐腐蝕能力，使物體的使用壽命增加，相應(yīng)的也就加減少了設(shè)備損耗所增加的成本。

4 Shiff堿化合物現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析方法

在對Shiff堿化合物的合成、反應(yīng)和應(yīng)用的研究中，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析方法對其發(fā)展起著重要的作用。主要有：

1）紅外光譜法

該方法是一種光譜分析的方法，它建立的依據(jù)是物體對紅外線輻射的特征吸收。合成配體首先的判斷根據(jù)是Schiff 堿的C=N基團對紅外線輻射的特征吸收。配體存在于聚合物與配合物里，因為配位的關(guān)系，它的紅外線吸收峰會表現(xiàn)的不用。用紅外光譜測試測試可以反應(yīng)的發(fā)生做初步的判斷。物品中的特征官能團就可以用紅外光譜圖吸收峰的位置、數(shù)量和吸收的力度來判定，再分析產(chǎn)物的組分。

2）質(zhì)譜分析法

質(zhì)譜是用離子質(zhì)荷比來排序，所形成的圖表。質(zhì)譜法是用質(zhì)譜來定性定量分析以及研究分子結(jié)構(gòu)的方法。Schiff 堿配體的結(jié)構(gòu)比較簡單，能得出正確的分子量與分子式，把配合物、聚合物與配體的圖譜作一下對照，就能判斷出聚合物或配合物是否產(chǎn)生了，把圖譜作一下解析同樣也能得出其有關(guān)結(jié)構(gòu)。

3）X-射線光電子能譜（XPS）

對內(nèi)層電子的結(jié)合能和氧化態(tài)的變化的研究，X-射線光電子能譜（XPS）能鑒定元素價態(tài)、類別，元素的相對含量也可由XPS測出，X-射線光電子能譜能了解中心離子和配位原子的相互作用，還能對量子化學(xué)的理論作一下證實。X-射線光電子能譜已經(jīng)變成進行配合物中配位位點、電荷分配與配合物的結(jié)構(gòu)研究的強力工具。許多的研究已經(jīng)證實，X-射線光電子能譜在表面研究、鑒定結(jié)構(gòu)及化學(xué)分析等方面有著廣闊的研究前景，尤其是計算機技術(shù)的發(fā)展為其研究提供了巨大的推動力。用X-射線光電子能譜對配合物進行研究，可以對中心離子內(nèi)層電子狀態(tài)和與其相結(jié)合配體的電子狀態(tài)和配位情況做到清楚直接的了解，得到相關(guān)的電荷轉(zhuǎn)移方面的信息，這在配合物的電子結(jié)構(gòu)的研究、配位鍵的形成和配位鍵的性質(zhì)方面有很強的指導(dǎo)作用，對配合物的研究發(fā)揮著巨大的作用。

4）核磁共振光譜

此方面的研究能得到分子的幾何構(gòu)型、原子間的成鍵狀態(tài)和相互作用等的非常重要的結(jié)構(gòu)情報。所以，它在物理學(xué)、化學(xué)和生命科學(xué)等方面的研究中應(yīng)用廣泛。完全解析核磁共振光譜時所工的兩個重要的參數(shù)是核自旋偶合常數(shù)和核磁屏蔽常數(shù)，這兩個參數(shù)在理論研究上有著非常重要的意思，能在于金屬配合物的分子結(jié)構(gòu)解析方面發(fā)揮作用。

5 結(jié)論

一個多世紀(jì)以來，Schiff 堿化合物在生物化學(xué)、醫(yī)藥、分析化學(xué)、材料、催化等各方面都表現(xiàn)出一定研究和應(yīng)用價值。合成Schiff 堿化合物的方法在不斷創(chuàng)新，尤其是應(yīng)用的范圍在不斷擴大，已經(jīng)進入藥物和生物活性、催化及材料等許多領(lǐng)域，可以預(yù)見，其繼續(xù)發(fā)展的前景是非常廣闊的。

參考文獻