鄰乙酰氨基苯甲酸及1，10-鄰菲咯啉雙核錳配合物的水熱合成、晶體結(jié)構(gòu)及熱穩(wěn)定性

李昶紅 李 薇 譚雄文 李玉林

(1湖南工學(xué)院材料與化學(xué)工程系，衡陽 421002)

(2衡陽師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)系，衡陽 421008)

研究簡報(bào)

鄰乙酰氨基苯甲酸及1，10-鄰菲咯啉雙核錳配合物的水熱合成、晶體結(jié)構(gòu)及熱穩(wěn)定性

李昶紅＊,1李 薇2譚雄文2李玉林2

(1湖南工學(xué)院材料與化學(xué)工程系，衡陽 421002)

(2衡陽師范學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)系，衡陽 421008)

鄰乙酰氨基苯甲酸；錳配合物；晶體結(jié)構(gòu)；熱穩(wěn)定性

近年來，人們對(duì)錳配合物的研究引起極大興趣，這主要?dú)w因于錳的配合物有其生物功能。生物體內(nèi)的過氧氫化酶、過氧歧化酶和放氧復(fù)合物，這三種酶的作用都涉及錳離子，錳離子參與了生物體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)，是綠色植物的第二類光合系統(tǒng)的活性中心[1-3]。鄰乙酰氨基苯甲酸作為配體它有多個(gè)配位點(diǎn)，它可以作為端基配體或橋連配體與過渡金屬離子進(jìn)行配位，同時(shí)也是氫鍵的給予體和接受體，有利于形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的配合物[4-6]，因此有關(guān)鄰乙酰氨基苯甲酸過渡金屬多核錳配合物的合成、結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)的研究日益為人們所關(guān)注[6]。我們以鄰乙酰氨基苯甲酸為原料與過渡金屬錳離子反應(yīng)，合成了一個(gè)新的雙核配合物 Mn2(phen)2·(o-ABA)4·(H2O)2，測定了它的晶體結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行了熱重分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑和儀器

試劑：鄰乙酰氨基苯甲酸自制[7]，鄰菲咯啉、硫酸錳和氨水均為分析純。

儀器：日本島津FTIR-8700紅外光譜儀(4 000～400 cm-1)；Bruker SMART 1000 CCD單晶衍射儀；PE-2400(II)型元素分析儀；PRT-2型熱重分析儀(北京光學(xué)儀器廠)。

1.2 配合物的合成

將 3.0 mmol鄰乙酰氨基苯甲酸、1.0 mmol鄰菲咯啉和1.0 mmol硫酸錳溶解在乙醇水(體積比為1∶1)中，用稀氨水調(diào)節(jié)溶液至 pH=6.5～7.0，攪拌后，轉(zhuǎn)移到25 mL水熱釜內(nèi)，于145℃恒溫反應(yīng)36 h。然后以10℃·h-1降至室溫，開釜后可得適合于X射線單晶結(jié)構(gòu)分析的黃色晶體。元素分析按C30H26MnN4O7，計(jì) 算 值(%)：C 59.12，H 4.30，N 9.19；實(shí)測值(%)：C 58.94，H 4.29，N 9.56。 IR 主要吸收峰(ν/cm-1)為 ：3 456(w)，1 690(vs)，1 589(vs)，1 508(m)，1 440(m)，1 435(vs)，1 383(vs)，1 298(m)，1 016(m)，980(m)，843(s)，727(vs)，652(w)，536(w)。

1.3 配合物晶體結(jié)構(gòu)測定

選 取 尺 寸 為 0.18 mm ×0.12 mm×0.06 mm 的單晶，置于Bruker SMART 1000 CCD單晶衍射儀上進(jìn)行衍射實(shí)驗(yàn)，在113(2)K下用Mo Kα射線(λ=0.071 073 nm)， 以 φ ～ω 掃 描 方 式 在 2.23°≤θ≤25.02°范圍內(nèi)共收集18 175個(gè)衍射點(diǎn)，其中4 729個(gè)獨(dú)立衍射點(diǎn)(Rint=0.062 5)，3 774個(gè)可觀察衍射點(diǎn)[I＞2σ(I)]用于結(jié)構(gòu)分析和結(jié)構(gòu)修正。全部數(shù)據(jù)經(jīng)Lp因子和經(jīng)驗(yàn)吸收校正。晶體結(jié)構(gòu)采用SHELXS-97程序[8]由直接法解出，結(jié)構(gòu)精修采用SHELXL-97程序[9]，對(duì)氫原子和非氫原子分別采用各向同性和各向異性溫度因子進(jìn)行全矩陣最小二乘法修正。最終偏離因子 R1=0.057 8，wR2=0.118 9；w=1/[σ2(Fo2)+(0.048 4P)2+1.756 1P]， 其中 P=(Fo2+2Fc2)/3；(Δ/σ)max=0.000；S=1.006；(Δρ)max=302 e·nm-3和(Δρ)min=-336 e·nm-3。配合物的晶體學(xué)數(shù)據(jù)列于表1。

CCDC：741934。

表1 配合物的晶體學(xué)數(shù)據(jù)Table 1 Crystallographic data for the complex

2 結(jié)果與討論

2.1 配合物的晶體結(jié)構(gòu)

配合物的主要鍵長和鍵角列于表2，配合物的氫鍵列于表3，配合物分子結(jié)構(gòu)見圖1，相鄰分子間的氫鍵見圖2。

可知，配合物中存在氫鍵作用，鄰乙酰氨基苯甲酸根中未配位的氮原子以及配位水分子中的氧原子與未配位的羧基氧原子通過強(qiáng)氫鍵連接起來。

表2 配合物的主要鍵長與鍵角Table 2 Selected bond lengths(nm)and bond angles(°)of the complex

表3 配合物的氫鍵鍵長和鍵角Table 3 Hydrogen bond lengths and bond angles

圖1 標(biāo)題配合物的分子結(jié)構(gòu)Fig.1 Molecular structure of the title complex

圖2 相鄰分子之間的氫鍵連接圖Fig.2 Hydrogen bond linking of the neighboring moelcules

2.2 配合物的紅外光譜

IR光譜表明：在3456 cm-1附近有寬吸收峰，它是H2O中OH的特征吸收峰；在1 690和1 589 cm-1處出現(xiàn)了配體鄰乙酰氨基苯甲酸根羧基的反對(duì)稱吸收峰，1 383 cm-1處的吸收峰是鄰乙酰氨基苯甲酸根羧基的對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰，其Δν[νas(COO-)-νs(COO-)]分別為 207 和 105 cm-1，說明鄰乙酰氨基苯甲酸根以單齒和雙齒橋聯(lián)兩種形式與Mn配位[10]；在配合物中鄰菲咯啉的特征吸收峰也發(fā)生了移動(dòng)，分別從1421、853和739 cm-1附近移動(dòng)到了1435、843和727 cm-1，說明鄰菲咯啉的氮原子與Mn也發(fā)生了配位[11]。以上分析與晶體測試結(jié)果是一致的。

2.3 配合物的熱重分析

在靜態(tài)空氣氛中，升溫10℃·min-1條件下，測定了標(biāo)題配合物的差熱-熱重曲線。配合物從190℃開始失重，至580℃失重基本結(jié)束，殘余物為14.26%。配合物的分解共分為3個(gè)階段，第1階段從190～240℃，此時(shí)配合物失去配位的1個(gè)水分子，理論失重率 2.96%，實(shí)際失重率 3.05%，相應(yīng)的DTG曲線出現(xiàn)了1個(gè)小吸熱峰；第2階段從240～380℃，配合物先失去1個(gè)鄰菲咯啉分子，在相應(yīng)的DTG曲線上出現(xiàn)了1個(gè)較強(qiáng)的放熱峰，理論失重率29.57%，實(shí)際失重率 29.21%；第 3 階段從 380～580℃，配合物中殘余的碎片和鄰乙酰氨基苯甲酸根劇烈燃燒，在相應(yīng)的DTG曲線上出現(xiàn)了2個(gè)放熱峰，可能是由于苯環(huán)骨架和乙酰氨基所致，理論失重率52.26.%，實(shí)際失重率為 53.21%，最終轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的二氧化錳，實(shí)測殘重值為14.35%，理論殘重值為14.26%。

[1]Maji T K,Sain S,Mostafa G,et al.Inorg.Chem.,2003,42:709-713

[2]YUAN Guo-Zhan(袁 國 贊),ZENG He-Ping(曾 和 平).Acta Chim.Sinica(Huaxue Xuebao),2006,64:37-41

[3]ZHANG Guo-Lin(張國林),GUO Hai-Qing(郭海清),ZHUO De-Chun(鄒 德 春 ).Acta Chim.Sinica(Huaxue Xuebao),2005,63:143-146

[4]Kong Z,Weng L,Tan Z.Inorg.Chem.,2004,43:5676-5680

[5]Subramanian P S,Suresh E,Dastidar P,et al.Inorg.Chem.,2001,40:4291-4301

[6]Unamuno I,Gutierrez-Zorrilla J M,Luque A,et al.Inorg.Chem.,1998,37:6452-6460

[7]LI Zai-Guo(李 在 國).Preparation of Organic Intermediates.2rd Ed.(有機(jī)中間體制備.2 版).Beijing:Chemical Industry Press,2001.

[8]Sheldrick G M.SHELXS-97,Program for the Refinement of Crystal Structures,University of Gottingen,Germany,1990.[9]Sheldrick G M.SHELXL-97,Program for the Refinement of Crystal Structures,University of Gottingen,Germany,1997.

[10]ZHANG Chun-Hua(張春華),TANG Shi-Ping(唐斯萍),CHEN Man-Sheng(陳滿生),et al.Chinese J.Inorg.Chem.(Wuji Huaxue Xuebao),2008,24(9):1519-1522

[11]YANG Ying-Qun(楊穎群),LI Chang-Hong(李昶紅),LI Wei(李 薇),et al.Chinese J.Struct.Chem.(Jiegou Huaxue),2008,27(2):149-152

[12]Nakamota K,Translated by HUANG De-Ru(黃德如),WANG Ren-Qing(汪仁慶).Infrand and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds.3rd Ed.(無機(jī)和配位化合物的紅外和拉曼光譜.3版).Beijing:Chemical Industry Press,1986.

Hydrothermal Synthesis,Crystal Structure and Thermal Stability of the Binuclear Manganese Complex with o-Acetamidobenzoic Acid and 1,10-Phenanthroline

LI Chang-Hong＊,1LI Wei2TAN Xiong-Wen2LI Yu-Lin2
(1Department of Materials and Chemical Engineering,Hunan Institute of Technology,Hengyang,Hunan 421002)(2Department of Chemistry and materials Science,Hengyang Normal University,Hengyang,Hunan 421008)

One novel binucear manganesecomplex Mn2(phen)2·(o-ABA)4·(H2O)2with o-acetamidobenzoic acid(o-ABA)and 1,10-phenanthroline (phen)has been synthesized and characterized.Crystal data for this complex:monoclinic,space group P21/c,a=0.80226(16)nm,b=2.6186(5)nm,c=1.2816(3)nm,β=95.83(3)°,V=2.6785(9)nm3,Dc=1.511 g·cm-3,Z=2,F(000)=1 260,Final GooF=1.084,R1=0.057 8,wR2=0.118 9.The crystal structure shows that two neighboring manganeseions are linked together by two bridging o-acetamidobenzoic acid,forming a cage structure.The Mn(1)…Mn(1A)bond distance is 0.3423 nm.Each manganeseion is coordinated with two nitrogen atoms of one 1,10-phenanthroline molecule and four oxygen atoms from three oacetamidobenzoic acid radicals and one water molecule,forming distorted octahedral coordination geometry.The result of TG analysis shows that the title complex was stable under 190.0℃。CCDC:741934.

o-acetamidobenzoic acid;manganesecomplex;crystal structure;thermal stability

O614.71+1

A

1001-4861(2010)06-1129-04

2009-10-13。收修改稿日期：2010-01-24。

湖南省科技廳項(xiàng)目(No.2008FJ3023，2009FJ3101)資助。

＊通訊聯(lián)系人。 E-mail：lichanghong4444@126.com

李昶紅，男，36歲，副教授；研究方向：有機(jī)合成及配位化學(xué)。