何璐紅，付大勇

(河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 450042)

0 引言

配合物指的是由可給出孤對電子或多個不定域電子的離子或分子與可接受孤對電子或多個不定域電子空位的原子或離子，依照特定的組成以及空間構(gòu)型得到的化合物[1]。經(jīng)研究，配合物的發(fā)展可追溯至18世紀(jì)，德國人第斯巴赫發(fā)現(xiàn)的第一個具有三網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的人造配位化合物，即亞鐵氰化鐵(普魯士藍)[2-4]。歷經(jīng)百年的洗禮，配位化合物的概念不斷豐富完善，已由最初的中心原子發(fā)展至無機物及生物中的陰、陽離子等方面；其研究對象的范圍不斷擴大，不僅僅局限于傳統(tǒng)的配位化合物[5]。

自20世紀(jì)起，原子能、火箭等尖端技術(shù)快速發(fā)展，對于核燃料及高純度稀有元素的需求大幅度提高，新型配合物的研發(fā)刻不容緩。在探究新型配合物的過程中，科學(xué)家研發(fā)出諸多類型的配合物，其中一些配合物由于其獨特的空間結(jié)構(gòu)及物性，引起人們的廣泛關(guān)注；由于它在無機化學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用，人們對配合物空間結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用等方面的研究日漸豐富。

1 配合物的研究進展

雜環(huán)化合物作為一種應(yīng)用廣泛的生物天然產(chǎn)物，是藥物中間體合成的不二選擇，其中苯并咪唑類化合物是有機合成中間體中的重要成員[6]。一方面，它具有較強的配位能力，容易在芳香環(huán)間生成π…π作用力，可進一步形成超分子化合物；另一方面，它具有一定的生物活性，與Cu、Ag等過渡金屬離子經(jīng)自組裝后可獲得具有新穎結(jié)構(gòu)的配合物。因此，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、感光材料等眾多科學(xué)領(lǐng)域[7-8]。它不僅具有殺菌、抗癌、催化等活性，而且具有良好的光致發(fā)光和電致發(fā)光性能，在光電材料領(lǐng)域受到人們的重視。

1.1 熒光性能的研究

對有機配體而言，配合物具有較好的穩(wěn)定性，其中金屬中心對有機配體的發(fā)光波長存在一定的影響。如今，有機光致發(fā)光材料的開發(fā)主要面向金屬配合物、聚合物以及有機小分子材料，其中有機金屬配合物擁有無機物和有機物的高穩(wěn)定性及高熒光量子效率等優(yōu)點，位居發(fā)光材料的榜首。在光電材料領(lǐng)域中，吡啶基咪唑、苯并咪唑類等配體合成得到的配合物，憑借自身較好的光致發(fā)光性能而備受關(guān)注。

王誠軍等[9]在波長為280 nm下，發(fā)現(xiàn)配合物[Cd(2-PyHBIm)(oba)]n在波長422 nm處有發(fā)射峰，并且與配體2-PyHBIm的發(fā)射峰相比存在一定的紅移，原因是金屬的電荷躍遷。利用2-(3-吡啶基)苯并咪唑和4,4′-氧代雙苯甲酸，以水熱法合成得到具有新穎結(jié)構(gòu)的配合物[Cd(2-PyHBIm)(oba)]n，由于配體2-PyHBIm從螺旋鏈的兩邊伸出并相互形成π—π堆積作用，進而最終擴展為三維超分子結(jié)構(gòu)。熒光光譜分析表明，該配合物發(fā)藍光。

崔宏鵬等[10]將4-甲基吡啶、鄰苯二胺與硫黃按照一定的比例混合，以乙醇為溶劑，經(jīng)溶劑熱法合成得到白色晶體2-(4-吡啶基)苯并咪唑。從晶體結(jié)構(gòu)分析來看，苯并咪唑與吡啶之間的夾角約為178°，近乎于一個平面。從熒光光譜來看，固態(tài)狀態(tài)時，它的最大發(fā)射峰為3 720 nm，即化合物在固體中具有良好的發(fā)光性能。

1.2 催化性能的研究

配位化學(xué)中最重要、最活潑的物質(zhì)是過渡金屬配合物。金屬配合物中的重點研究對象是苯并咪唑配合物，由于苯并咪唑配體存在π…π堆積效應(yīng)，故具有新穎結(jié)構(gòu)的超分子化合物可通過氫鍵結(jié)合苯并咪唑類配合物中的結(jié)構(gòu)基元形成；而吡啶基含氮雜環(huán)類化合物可與銅、銀等過渡金屬形成具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和性能的配合物，廣泛用于催化、光電等領(lǐng)域。近來，吡啶-苯并咪唑配合物的催化活性廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)過程中，研究人員在不斷地探索該類配合物結(jié)構(gòu)與催化性能的聯(lián)系。

李海霞等[11]將2,6-雙(2-苯并咪唑)吡啶(bbp)固定在聚苯乙烯微球上，經(jīng)烷基化反應(yīng)，得到改性氯球CPS-bbp，最后合成CPS-Cu(Ⅱ)-bbp固體，以它為催化劑，以叔丁基過氧化氫(TBHP)為氧化劑來催化底物苯乙烯。當(dāng)催化劑及叔丁基過氧化氫投入量一定時，分別在30、50 ℃等溫度下進行催化性能的研究，實驗得出：當(dāng)催化劑及TBHP用量一定時，最佳反應(yīng)溫度為50 ℃。此時，將0.20 g的固體配合物、20 mL叔丁基過氧化氫加入到苯乙烯中進行為期一天的氧化，其轉(zhuǎn)化率高達89.1%，氧化苯乙烯選擇性為60.7%。結(jié)果表明，吡啶-苯并咪唑基配合物具有一定的催化氧化烯烴的能力。

肖立偉等[12]以2-苯并咪唑-6-甲酸乙酯基吡啶為原料，在助催化劑甲基鋁氧烷MAO的催化下，合成得2-(1H-2-苯并咪唑)-6-亞胺吡啶鐵配合物。結(jié)果表明：當(dāng)乙烯壓力為10 MPa，反應(yīng)溫度為20 ℃時，鐵催化劑的催化性能較好；而且鐵系催化劑用于乙烯反應(yīng)時，會生成聚乙烯蠟，實驗合成的配合物的催化活性及聚乙烯蠟的產(chǎn)量較N原子上烷基取代的鐵系配合物的高。

1.3 抗癌及抗菌活性的研究

由于苯并咪唑衍生物擁有較好的生物活性，因此，在抗癌、抗氧化等方面有廣闊的發(fā)展前景。Cu不僅僅是人體必需的生命元素，而且金屬銅離子的配合物在特定環(huán)境下具有可控的配位構(gòu)型，故常用作抗癌藥物分子的基本單元。苯并咪唑衍生物與過渡金屬離子合成配合物時，可進一步提高其生物活性，故該類金屬配合物成為目前人們研究的重點。

盧艷梅等[13]利用2-(2′-吡啶)苯并咪唑和L-丙氨酸合成得到具有優(yōu)良抗菌活性的(2-(2′-吡啶)苯并咪唑)(L-丙氨酸根)銅(Ⅱ)配合物。通過試管二倍稀釋法來測定配合物、HPB、枯草桿菌等4種菌株，實驗結(jié)果顯示：由于配體與Cu(Ⅱ)離子之間存在螯合作用，故銅鹽及2-(2′-吡啶)苯并咪唑的抗菌活性較(2-(2′-吡啶)苯并咪唑)(L-丙氨酸根)銅(Ⅱ)配合物的弱。

莫慧雯等[14]合成以5-甲基-2-(2′-吡啶基)苯并咪唑為主配體的配合物，用MMT法測定配合物對細(xì)胞株的抑制活性大小，經(jīng)過實驗分析得出：由于配體與Cu(Ⅱ)存在一定的協(xié)同作用，故當(dāng)兩者形成標(biāo)題配合物時，具有較強的活性，進而影響配合物的抗癌活性。

1.4 其他性能的研究

吡啶-苯并咪唑基配合物在紡織、食品、日化工業(yè)等方面應(yīng)用前景廣闊。在橡膠領(lǐng)域，一些苯并咪唑物質(zhì)可用作橡膠的抗氧化劑，防止硫化過程的不利影響。吡啶-苯并咪唑基配合物，在紡織行業(yè)可用作增白劑、起泡劑、分散劑等；在金屬防腐領(lǐng)域可用作緩蝕劑。酸洗是換熱、傳熱等化工設(shè)備中常見的操作，而在生產(chǎn)過程中使用各種酸洗劑必然會對金屬設(shè)備造成一定程度的腐蝕，因此可以通過添加毒性較小的吡啶-苯并咪唑基配合物緩蝕劑來控制腐蝕程度，以延長設(shè)備的使用壽命，還可提高潤滑油的耐磨及防腐性能，有著廣闊的開發(fā)前景。

1.5 光致發(fā)光性能的研究

有機金屬配合物憑借自身的優(yōu)勢，成為有機光致發(fā)光材料中最具有應(yīng)用前景的發(fā)光材料之一，其中，吡啶、苯并咪唑作為配體得到的有機金屬離子配合物，因其具有良好的光致發(fā)光性能，故而成為光電領(lǐng)域的熱門研究課題。由于柔性配體具有較強的靈活性及低對稱性，故與金屬離子配位時，它可呈現(xiàn)出多樣的配位模式，因此，柔性吡啶-苯并咪唑基配合物的研究，在光電領(lǐng)域擁有較大市場。

李珅珅等[15]以柔性的1-((2-(4-吡啶基)1H-1-苯并咪唑基)亞甲基)-1H-苯并三唑為配體構(gòu)筑得一維鏈狀化合物[Cd(C19H14N6)(NO3)2]n，在室溫下經(jīng)熒光測試可知，化合物[Cd(C19H14N6)(NO3)2]n由于配體與金屬離子的結(jié)合，其剛性增加，電子躍遷能力減弱，故其最大發(fā)射波長發(fā)生了斯托克斯位移且強度較大，為今后柔性吡啶-苯并咪唑基配合物光致發(fā)光性能的研究提供了相關(guān)依據(jù)。

2 結(jié)語

綜上所述，吡啶-苯并咪唑基配體與金屬經(jīng)自組裝后，可得到含吡啶-苯并咪唑類配體的金屬配合物。它不但具有較強的配位能力，并且配位構(gòu)型多樣，在熒光、催化、抗癌等領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景，日益成為雜環(huán)化學(xué)的研究熱點。與剛性配體相比，柔性配體具有更多的配位模式，可滿足不同金屬中心離子的配位偏好，故用柔性配體構(gòu)建時，可以選擇合成條件及設(shè)計有機配體，進而組裝得到具有新穎結(jié)構(gòu)及出色理化性能的柔性吡啶-苯并咪唑基配合物，這將是今后研究的重點。