李丹丹,A.M.Showkot Hossain,田玉鵬
(安徽大學化學化工學院,安徽 合肥 230039)
作為富電子給體和空穴傳輸材料,咔唑及其衍生物易與許多電子受體結(jié)合,在光敏處理后體現(xiàn)出良好的光電特性[1],在光導、導電材料等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用[2,3]。希夫堿配體具有設(shè)計靈活性和良好的配位能力[4],與過渡金屬形成的配合物具有催化、抑菌、抗癌、抗病毒等性質(zhì)[5~8]。因此設(shè)計合成新型希夫堿化合物具有重要意義。
本文通過2,7-叔丁基咔唑?qū)Ρ郊兹┡c氨基硫脲的縮合反應(yīng)合成了一種新型咔唑希夫堿——4-[9-(3,6-二叔丁基)咔唑基]苯甲醛縮氨基硫脲(1,Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,IR,MS,XRD和元素分析表征。
Scheme 1
METILER TOLEDO/FP62型顯微熔點儀(溫度未校正);Bruker 400 Ultrashield型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑,TMS為內(nèi)標);Nicolet FT-IR-870SX型紅外光譜儀(KBr壓片);Micromass Auto Spec Ultima TOF型質(zhì)譜儀;SMART CCD(Seimens)型X-衍射儀;Perkin Elmer 240B型自動元素分析儀。
2按文獻[9]方法合成[收率 80%;1H NMR(acetone-d6):10.18(s,1H),8.34(s,2H),8.24(d,J=8.4 Hz,2H),7.92(d,J=9.0 Hz,2H),7.57~7.45(m,4H),1.47(s,18H)];其余所用試劑均為分析純,直接使用或按標準方法純化后使用。
在反應(yīng)瓶中加入氨基硫脲0.18 g(2 mmol)和2 0.77 g(2 mmol)及乙醇 50 mL,攪拌使其溶解;回流反應(yīng)5 h。過濾,濾餅用乙醇洗滌,干燥得黃色固體,用甲醇重結(jié)晶得黃色晶體1,收率59%,m.p.300 ℃;1H NMR δ:10.10(s,1H),9.30(s,1H),8.1(d,J=8.2 Hz,2H),7.90(s,2H),7.60(d,J=7.9 Hz,2H),7.40(d,J=8.7 Hz,2H),6.40(d,J=8.4 Hz,2H),1.40(s,18H);IR ν:3 431,3 280,3 155,2 958,1 602,1 033,878 cm-1;ESI(+)-MS m/z:457.30[M++H];Anal.calcd for C28H32N4S:N 11.81,C 70.92,H 7.22;found N 11.68,C 70.89,H 7.24。
將1溶解于二氯甲烷中,異丙醇覆蓋,幾天后得到符合XRD測試要求的黃色塊狀單晶。
將1 單晶(0.3 mm ×0.2 mm ×0.2 mm)置衍射儀上,用經(jīng)石墨單色化的MoKα射線源,以ω-2θ掃描方式收集數(shù)據(jù)。利用SHELXTL-97程序通過最小二乘法定義F2直接法解析晶體結(jié)構(gòu),氫原子坐標經(jīng)差值Fourier合成得到,非氫原子坐標由直接法得到。氫原子采用各向同性熱參數(shù)修正,其它原子采用各向異性熱參數(shù)修正。晶體結(jié)構(gòu)用全矩陣最小二乘法修正[I>2σ(I)],R1=0.060 5,wR2=0.161 6,相關(guān)晶體參數(shù)見表1。
表1 1的晶體學數(shù)據(jù)Table 1 Crystal data and refinement details of 1
1的分子結(jié)構(gòu)和晶胞堆積分別見圖1和圖2,主要鍵長和鍵角見表2。1中咔唑和苯環(huán)通過最小二乘法平面計算(咔唑的平面方程4.147x+25.622y-8.206z=21.231 5,平面偏差 0.023 5?),苯環(huán)平面通過平面方程(2.681x+30.184y+2.435z=27.980 4)計算,平面偏差 0.009 6 ?。咔唑與苯環(huán)之間的二面角為51.6°。
圖1 1的分子結(jié)構(gòu)Figure 1 Molecular structure of1
圖2 1的晶胞堆積圖Figure 2 The packing diagram of 1
表2 1的部分鍵長和鍵角Table 2 Selection bond lengths and angles of 1
由圖1和表2可知,1的鍵長、鍵角均在正常范圍內(nèi)。由圖2可見,1通過分子間氫鍵[N-H┈S(1+x,y,z)]以及C-H┈π作用堆積成一維鏈狀結(jié)構(gòu),其中 H┈S鍵長為 2.572 ?[S(3)┈H(C3)],C-H┈π作用是由苯環(huán)上的C 14-H 14和相鄰鏈上的咔唑環(huán)形成的,H┈π之間的距離為 3.232 ?。
[1] Hoegl H.On photoelectric effects in polymers and their sensitization by dopants[J].J Phys Chem,1965,69:755-766.
[2] Wan Y,Yan L Y,Zhao Z J,et al.Gigantic two-photon absorption cross sections and strong two-photon excited fluorescence in pyrene core dendrimers with fluorene/carbazole as dendrons and acetylene as linkages[J].J Phys Chem B,2010,114(36):11737-11745.
[3] Xie L H,Ling Q D,Hou X Y,et al.An effective friedel-crafts postfunctiona-lization of poly(N-vinylcarbazole)to tune carrier transportation of supramolecular organic semiconductors based on π-stacked polymers for nonvolatile flash memory cell[J].J Am Chem Soc,2008,137(7):2120-2121.
[4] Ali M A,Mirz A H,Bakar H J H A,et al.Preparation and structural characterization of nickel(Ⅱ),cobalt(Ⅱ),zinc(Ⅱ)and tin(Ⅳ)complexes of the isatin Schiff bases of S-methyl and S-benzyldithiocarbazates[J].Polyhedron,2011,30:556-564.
[5] 吳慶,袁澤利,徐遠飛,等.新型含硫雜環(huán)席夫堿型大環(huán)化合物的合成及其殺菌活性[J].合成化學,2010,18(5):608-610.
[6] Ruan B F,Tian Y P,Zhou H P,et al.Synthesis,crystal structure and in vitro antibacterial activity of two novel silver(Ⅰ)complexes[J].Journal of Organometallic Chemistry,2009,(694):2883-2887.
[7] Li G,Yu W B,Cui Y.A homochiral nanotubular crystalline framework of metallomacrocycles for enantioselective recognition and separation[J].J Am Chem Soc,2008,130:4582-4583.
[8] 劉志昌,劉曉霞.4-烷氧基苯甲醛-4-氨基安替比林希夫堿的合成及抑菌活性[J].化學研究與應(yīng)用,2012,24(5):760-763.
[9] 楊龍梅,劉萬定,孫嘉路,等.一種新型含咪唑基還原席夫堿的合成及其光學性質(zhì)[J].安徽大學學報:自然科學版,2012,36(6):91-96.