化学专业毕业论文 丁基锡氧簇合物的合成与表征.doc

丁基锡氧簇合物的合成与表征摘要本论文运用正丁基锡酸或二丁基锡氧化物与有机酸反应的方法合成了正丁基锡溴苯甲酸酸酯正丁基锡溴苯甲酸酸酯二丁基锡溴苯甲酸酸酯和二丁基锡溴苯甲酸酸酯对合成的一系列新型的有机锡化合物对其结构进行了红外表征及分析关键词丁基锡氧簇合物合成表征目录前言有机锡化学概述有机锡化学发展简史有机锡化合物的性质及应用有机锡配合物的合成与结构选题意义丁基锡氧簇合物的合成与表征实验部分实验仪器和实验试剂丁基锡氧簇合物的合成丁基锡氧簇合物的表征结果与讨论小结参考文献致谢前言有机锡化学概述有机锡化学发展简史有机锡化合物是一类长期以来一直都在研究乃至于趋于更完善更成熟的有机化合物体系早在一百多年前有机锡化合物就被由金属锡和卤代烃直接反应合成取代了传统的格氏试剂间接合成方法由于有机锡代经化合物特别是三烃基锡化合物一般具有较高的生物活性具有杀菌防腐作用所以有关这方面化合物的合成做了大量的工作早在年国外就开始了有机锡化合物的研究工作但是半个世纪以后才有了更多的投身于有关这方面的研究工作六七十年代有机锡化合物的研究工作有了长足的发展合成了许多新的化合物并且也提出了有关有机锡化合物结构方面的建议和一些理论国内关于有机锡化合物研究最早的报道开始于年进入年代以后有关这方面的工作异军突起报道很多这一时期主要的工作还是侧重于结构表征即用各种检测手段主要是红外光谱和衍射光谱来测定这类化合物的结构从而验证了前人的推测和结论另外一个侧重点就是将它的生物活性有效地加以利用后来的研究工作发现三烃基锡羧酸酯也具有较高的生物活性所以以后的研究工作主要以合成三烃基锡羧酸酯为目标和对象有机锡化合物是至少含有一个锡碳键存在的化合物共计四个系列的锡化合物它们的化学通式为其中为烷基或芳香基基团为阴离子基团如氯化物氧化物氟化物氢氧化物或者硫醇盐为之间的数并相应地简称为单二三和四烷基有机锡化合物不同类的有机锡化合物的性质不同毒性低而则有高的生物杀伤力活性主要用于催化剂和稳定剂的应用还不多见大量的有机锡化合物中的锡是四价的只有少量的是二价的和同族的元素相比键通常较弱而且极性更大近似于键的性质其有机基团容易进行再分配易被卤素卤化物切断但这并不意味着在普通条件下有机锡化合物是不稳定的在室温下键对水是稳定的对热也相当稳定许多有机锡化合物可以被减压蒸馏强酸卤素和一些亲电试剂可以很方便地断裂键有机锡化合物大多成共价键但这些共价键又具有很大程度上的离子特性是碱性化合物可以和无机酸反应生成类似于通常的盐类但又不导电不溶于水的化合物键是不存在的以形式存在的应是聚合物通常通过分子间的锡氧键交联形成和碳卤键不同锡卤键由于具有离子特性而很活泼与碳原子相比锡原子之间成键的趋势很弱但键是存在的且很容易被氧卤素和酸所断裂研究发现至少含有一个负电性基团的有机锡化合物是典型的路易斯酸锡原子利用其轨道采取或杂化通过分子间缔和或分子内配位以及与碱结合形成配合物从而区别于碳形成配位数超过四的化合物用的软硬酸碱理论分析有机锡化合物属硬碱但由于有机基团为软碱类聚效应的存在使得锡原子的硬度降低因而有机锡化合物易于和大多数属于交界碱或硬碱的含的配体形成稳定的配合物鉴于此有机锡配合物已不仅限于简单的烃基卤化物含杂原子官能团的化合物日益增多有机锡研究始于十九世纪中叶在其后一百年的时间里作为一般性的研究课题有机锡化学发展较为缓慢年研究了锡与碘乙烷的反应合成了第一个有机锡化合物年开有机锡配合物合成之先河首次合成了有机锡配合物和从而为有机锡化学的发展奠定了基础随着现代化分析仪器的开发和应用有机锡化合物的研究不断向纵深方向发展人们运用各种分析技术对有机锡化合物进行表征得到许多有用的结构信息通过解读这些结构信息人们对有机锡化合物的性能有了更深入的了解从而加速了有机锡化合物从理论研究到应用从实验室走向工业化的步伐有机锡化合物的性质及应用有机锡化合物的热稳性质及应用有机锡热稳定剂以它独特的性质已被广泛用于塑料工业中但是目前工业上有机锡化合物作为稳定剂的作用原理是有机锡化合物如首先与分子链上的氯原子配位配位体电场中分子链上的氯原子与有机锡中的基团进行取代在这个过程中如果有产生或参与反应就在聚合物分子链上留下了基团从而抑制了脱氯化氢的反应有机锡稳定剂的优点是热稳定性能好适用于高温加工耐候性好适用于室外制品透明性好适用于制作透明或鲜艳色彩制品无硫化污染现象其辛基锡系列稳定剂可用于食品包装材料的稳定剂常见的有机锡稳定剂有二辛基二月桂酸锡二辛基锡二巯基乙酸异辛酯等有机锡化合物的的防护作用及其应用双丁基氧化锡已广泛地有效地用来防护霉菌对纤维素材料例如棉花织物木材纤维素构成的家用品的侵蚀例如木材就是利用有机锡化合物的酒精溶液进行浸泡粉刷或真空浸渍来达到防护目的其它的防护剂有三丁基苯甲酸锡三丁基松香酸锡三丁基亚油酸锡等纤维素材料对有机锡化合物有高度结合能力有人认为是纤维素链的端羟基与有机锡化合物发生了反应而另有人认为很容易和截留在木材中的发生反应生成它是一种自配位的聚合物不容易挥发留在木材表面达到防护目的有机锡化合物的的防污涂料年有机锡化合物开始用作船体防污涂料有机锡化合物作理是有机锡涂料与乙烯型树脂或氯化橡胶等基料形成固溶体涂中均匀分散当漆膜表面的涂料由于分子扩散作用脱离基料进入海料会连续向外扩散以补充表面的渗出量这样就不会影响膜面光有广谱防污能力且效果大大超过铜汞涂料而临界渗出率则比铜剂在海水中受日光或微生物作用后键会不断断裂逐步降见的有机锡防污剂有发展方向是将有机锡基团连接在树脂的分子结构上如有机锡丙烯属于自抛光性防污剂其防污效果更佳有机锡化合物的生物活性及在药物化学中的应用众所周知有机锡化合物表现出强烈的生物活性一般来说生物活性基本上被中心锡原子的配位数和有机基团的性质决定而离子的性质在决定其活性方面是次要的有机锡化合物抗肿瘤活性的研究可追溯到年年发现通过食物或注射给药醋酸三苯基锡能抑制小鼠的肿瘤生长而氯化三苯基锡则不能年等发现了一些有机锡化合物具有较好的抗癌活性从此关于有机锡抗癌活性的研究成为继顺铂之后又一极为活跃的热点到年美国国家癌症所对多种有机锡化合物进行了抗癌活性测定结果表明的二烃基锡衍生物和的五六配位有机锡化合物对淋巴细胞性白血病有抑制作用据报道某些有机锡化合物的抗癌活性要比目前临床使用的顺铂高倍以上甚至有些抗乳腺癌和结肠癌的活性与丝裂霉素相当此外人们还采用具有生物活性的有机锡基团如嘌呤核酸糖类维生素等代替短链烃基锡可能会降低毒性得到更高的活性例如年等又发现胱氨酸的有机锡衍生物对淋巴白血病有较好抑制作用同时发现三烃基锡氨基酸的衍生物以及含的氨基酸类衍生物如巯基嘌呤和巯基丙酸的二烃基锡衍生物也具有一定的抗白血病活性年等发现脱氧皮甾醇维生素的二丁基锡衍生物对及三种白血病有很好的抑制作用年等又合成了二丁基锡芸香酸酯类化合物经过美国抗癌中心测试对等种癌细胞的抑制活性均好于已经临床应用的甲氨蝶呤和阿霉素而且抗癌广谱对均有优良的抑制作用对肾脏的危害小是一类极有希望开发应用的高效广谱抗癌新药国内胡盛志等发现抗癌药物氟尿嘧啶和反应制得的大大增强了原产品的抗癌活性年在对有机锡羧酸酯化合物的治疗活性研究做全面回顾之后认为许多有机锡化合物的确具有不容置疑的体外抗肿瘤活性而下一步的研究重点是开展生命体内的抗肿瘤活性实验同时提高有机锡抗癌药物的水溶性也是此领域的重要课题之一有机锡化合物催化性能在有机合成中的应用有机锡化合物在催化合成领域的应用是近年来发展起来的由于其在有机合成反应中体现出良好的催化活性而受到合成化学家的高度重视从所代中后期开始以四烃基二锡氧烷为代表的有机锡氧簇合物引起化学家的广泛关注这类化合物是酯交换反应酯化反应羰基缩醛保护和脱保护以及开环聚合等反应的优良催化剂综述了近二十年来有机锡化合物在催化合成中的应用进展阐述了有机锡化合物在催化加成酯化环化偶联聚合等方面的应用在有机锡化合物催化反应条件温和活性高有很高选择性在催化合成领域有广阔的应用前景有机锡配合物的合成与结构自从年合成了第一个有机锡化合物以后合成及研究有机锡化合物引起了人们的极大兴趣继而一系列的有机锡化合物得到了合成及研究在探索此类化合物的过程中人们发现有机锡化合物具有结构独特种类繁多等特点特别是射线衍射技术应用在晶体结构的测定上以后人们更是发现有机锡化合物的配位模式多种多样当前研究有机锡化合物结构的复杂多样性及研究结构与性能之间的关系已经发展成为有机锡化学研究的最活跃内容之一有机锡化合物的结构单烷基锡有机锡化合物单烷基锡有机锡化合物由于只带一个基团因此形成的结构类型较多根据它们的结构类型可命名为梯子状的帽状的立方状的蝴蝶状的鼓状的王冠状的足球状的有机锡化合物它们的制备可由水解或与有机酸反应制得选题意义今年来由于有机锡化合物在有机合成领域的高催化活性和生物活性逐渐引起了化学家的注意其中四烃基二锡氧烷这类有机锡是酯交换反应酯化反应羰基缩醛保护和脱保护以及开环聚合等反应的优良催化剂合成新的有机锡化合物并研究其潜在的性质是当今有机锡发展的主流从配体的角度上考虑含有等原子的二齿或多齿有机羧酸类配体可以与烃基锡形成多种有趣结构类型的有机锡化合物近年来关于配位体系的研究甚多配位体系大多与具有氨基和羧基羟基的配体有关该体系包括含有两个以上配位原子的多齿配体和同一锡原子形成的配合物氨基亚氨基或氰基杂化轨道上的原子具有孤对电子赋予它重要的化学和生物学意义此基团左右可引入各类功能基团使其衍生化如果基团中含有和等多个给予体原子则可与锡原子形成高配位数的结构本论文研究的核心思路是利用常规合成技术选用易于金属配位的含氮含氧类羧酸配体与有机锡金属离子配位通过对化合物合成条件及规律的总结探讨合成配体的方法并通过研究新化合物的分子间作用力配体的几何构型对于整个结构的影响等规律从而为定向设计和合成配位化合物的研究积累一定的经验对合成一系列新型的有机锡化合物对其结构进行了红外表征及分析第二章丁基锡氧簇合物的合成与表征实验部分实验仪器和实验试剂实验仪器磁力加热搅拌器郑州长城科工贸有限公司电子天平红外光谱仪干燥箱试剂正丁基锡酸化学纯国有企业有限公司丁基锡氧化物化学纯国有企业有限公司苯分析纯国有企业有限公司对羟基苯甲酸分析纯国有企业有限公司溴苯甲酸分析纯国有企业有限公司溴苯甲酸分析纯国有企业有限公司二氨基苯甲酸分析纯国有企业有限公司丁基锡氧簇合物的合成正丁基锡溴苯甲酸酯的合成称取正丁基锡酸与溴苯甲酸混合放入苯中加热回流脱水小时得到无色澄清溶液室温下静置天后出现无色粉末产率正丁基锡溴苯甲酸酯的合成化合物与化合物的制备类似只是用正丁基锡酸与溴苯甲酸反应得到无色澄清溶液室温下静置天后出现无色晶体产率二丁基锡溴苯甲酸酯的合成化合物与化合物的制备类似只是用二丁基锡氧化物与溴苯甲酸二丁基锡氧化物与羧酸的比例为室温下静置天后出现无色晶体产率二丁基锡溴苯甲酸酯的合成化合物与化合物的制备类似只是用二丁基锡氧化物与溴苯甲酸二丁基与羧锡氧化物酸的比例为室温下静置天后出现无色晶体产率丁基锡氧簇合物的表征在一范围内用压片法测定了种合成产品的红外光谱结果与讨论正丁基锡溴苯甲酸酯的红外光谱在一范围内用压片法测定了正丁基锡溴苯甲酸酯的红外光谱如图如图正丁基锡溴苯甲酸酯的红外光谱图在和处有吸收说明存在饱和烷基在处有吸收说明存在饱和甲基在和处有吸收说明存在的不对称的羧酸盐在处有吸收说明存在芳烃二元间位取代基再结合该化合物合成的反应可知该化合物正丁基锡溴苯甲酸酯二丁基锡溴苯甲酸酯的红外光谱在一范围内用压片法测定了正丁基锡溴苯甲酸酯的红外光谱如图在和处有吸收说明存在饱和烷基在处有吸收说明存在饱和甲基在和处有吸收说明存在的对称的羧酸盐在处有吸收说明存在芳烃二元间位取代基再结合该化合物合成的反应可知该化合物二丁基锡溴苯甲酸酯二丁基锡溴苯甲酸酯的红外光谱在一范围内用压片法测定了二丁基锡溴苯甲酸酯的红外光谱如图如图二丁基锡溴苯甲酸酯的红外光谱图在和处有吸收说明存在饱和烷基在和处有吸收说明存在在处有吸收说明存在芳烃二元间位取代基再结合该化合物合成的反应可知该化合物二丁基锡溴苯甲酸酯正丁基锡溴苯甲酸酯的红外光谱在一范围内用压片法测定了正丁基锡溴苯甲酸酯的红外光谱如图如图二丁基锡溴苯甲酸酯的红外光谱图在和处有吸收说明存在饱和烷基在处有吸收说明存在饱和甲基在和处有吸收说明存在的对称的羧酸盐在处有吸收说明存在芳烃二元间位取代基再结合该化合物合成的反应可知该化合物正丁基锡溴苯甲酸酯小结本文成功的合成正丁基锡溴苯甲酸酯正丁基锡溴苯甲酸酯二丁基锡溴苯甲酸酯和二丁基锡溴苯甲酸酯没有合成正丁基锡对羟基苯甲酸酯正丁基锡二氨基苯甲酸酯二丁基锡对羟基苯甲酸酯和二丁基锡二氨基苯甲酸酯说明合成锡氧羧酸脂受取代基的影响合成有溴取代其的锡氧羧酸酯比有羟基和氨基的锡氧羧酸酯容易而且溴取代基的锡氧羧酸酯比溴取代基的锡氧羧酸酯容易合成合成正丁基锡对羟基苯甲酸酯正丁基锡二氨基苯甲酸酯二丁基锡对羟基苯甲酸酯和二丁基锡二氨基苯甲酸酯还需再研究参考文献王如骥王宏根三环己基羧酸锡的分子结构和晶体结构化学学报谢庆兰宋应怀二氯马来酰亚胺有机锡化合物的合成和结构表征应用化学孙立娟刘华谢庆兰三烃基锡三氧杂氮杂锗杂三环十一碳烷化学学报余正坤王世华二正丁基锡基梭酸醋的谱学特征波谱学杂志常东亮哈成勇有机锡化合物催化合成应用进展合成化学常东亮哈成勇有机锡化合物催化合成应用进展合成化学致谢承蒙本系众多老师的耐心指导和大力支持及同学们的相互帮助和合作我的毕业论文顺利完成尤其是我的指导老师陈满生老师在我大学的最后学习阶段毕业设计阶段给了我莫大的指导从最初的定题到资料收集到写作修改到论文定稿他的耐心指导和无私帮助让我感动鼓舞着我在每次实验失败时有了重新再来的勇气和信心他经常放弃自己的休息时间这种的敬业精神真的可亲可敬在此我向他表示诚挚的谢意同时感谢黄坑老师和系里的领导给我提供实验器材和实验环境不仅在毕业设计阶段而且在这四年来一直指导和帮助我是他们教会了我专业知识教会了我如何学习更教会了我如何做人感谢本组的黄朝辉周卓等诸位同学是他们的支持帮助和合作我的毕业论文才得以顺利完成感谢家人朋友的默默支持和关心我才能有勇气和信心在各方面取得进步在此表达我由衷的谢意祝所有的老师工作顺利身体健康祝所有的同学学业有成前程似锦