含苯并咪唑類配合物的研究進展

趙丹丹 張帆 趙揚

摘 要：苯并咪唑類配合物一直都是研究熱點，之所以引起人們極大的關注，主要是由于這類配合物具有生物活性、熱力學和動力學穩(wěn)定性、良好的光學性能及配位能力、抗氧化性質、光電磁化學性質，并具備配合物和復合高分子的特點，在航空航天、熒光探針、光電材料、催化、生命科學、藥物等領域有廣泛的用途。本文綜述了近年來含有苯并咪唑衍生物的過渡金屬配合物的構筑及其性能的研究進展。

關鍵詞：配合物；苯并咪唑；性能；研究

1.引言

有關苯并咪唑類化合物的研究，歷史悠久，隨著雜環(huán)化學的迅速發(fā)展，苯并咪唑類配合物在藥物合成、配位化學和生物無機化學等方面受到廣泛重視。苯并咪唑是一種含有兩個氮原子的雜環(huán)化合物，有非中心對稱的結構，苯并咪唑不僅可以做為單齒配體配位，而且還可以做為雙齒橋連配體，形成具有新穎拓撲結構的配合物，由于苯并咪唑中還存在著氫鍵的給體，因此在配合物中表現(xiàn)出豐富的氫鍵及π-π堆積作用，諸多的因素使得苯并咪唑及其衍生物成為非常好的配體選擇對象。在苯并咪唑環(huán)上引入不同功能和結構的取代基形成結構與功能各異的苯并咪唑衍生物。苯并咪唑類配合物在分子催化、太陽能轉換、分子識別等領域具有廣闊的應用前景。

2 苯并咪唑類配合物的研究發(fā)展

2.1苯并咪唑類配合物生物活性的研究

研究表明具有生物活性的化合物通常是存在于天然產物里的雜環(huán)類物質。作為被廣泛研究的氮雜環(huán)配體的一個分類，苯并咪唑和它的衍生物擁有豐富的配位化學性能和迷人的生物活性。有關苯并咪唑及其衍生物的研究已經超過100年，自1955年發(fā)現(xiàn)5，6-二甲基苯并咪唑是維生素B12的組成部分以來，苯并咪唑及其衍生物可以作為藥物中間體制備人、畜的藥物，在農藥和醫(yī)藥領域具有廣泛的生物活性，特別是過渡金屬配合物在抗病毒、抗氧化、抗菌、抗腫瘤和生理紊亂等方面有著獨特的應用[1-2]。苯并咪唑的一些衍生物對DNA序列具有高度的選擇性親和力，使得這些化合物有作為分子探針進而研究DNA結構的可能[3]。此外，苯并咪唑衍生物還可以作為鳥嘌呤的生物電子等排體表現(xiàn)出相似或相關的生物活性，因其對H+/K+–ATP酶的強大抑制作用亦可用作質子泵抑制劑[4]。苯并咪唑衍生物因其特異的質子授受性能、共軛酸堿性能及選擇絡合性能都顯示了他們有作為“生命配體”，擁有合成新穎結構和獨特生物活性的配合物的能力。

陳芳等[5]合成了3種稀土-組氨酸-苯并咪唑配合物Re（His）m（BM）（ClO4）3.nH2O（Re=La，m=3，n=6；Re=Nd，Y，m=2，n=8），該配合物對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和霉菌都有一定的抑制作用，抑菌率為40.8%～100%，且濃度越低，配合物的抑菌效果越好，在菌懸液濃度為10-9 mol/L時，配合物對金黃色葡萄球菌的抑菌率能達到100%。

Michael等[6]合成了2-（4'-噻唑）苯并咪唑與銅的配合物，生物活性測試表明，配合物[Cu（TBZH）（H2O）2]的陰、陽離子狀態(tài)以及配合物[Cu（TBZH）2Cl]Cl.H2O.EtOH、[Cu（TBZH）2（NO3）2]、[Cu（TBZH）（Bda）]能有效抑制酵母菌生長，與酮康唑比較，[Cu（TBZH）（Bda）]的抑菌活性最好。（TBZH為噻苯苯并咪唑）。

2.2苯并咪唑類配合物光電功能的研究

近年來， 國內外在利用苯并咪唑分子進行設計和合成光電功能材料及光電器件的研究上取得了重大進展。在光電材料領域，基于苯并咪唑類配合物具有優(yōu)良的剛性平面結構和豐富的 π 電子，以及良好的電子離域環(huán)境，這一獨特的電子結構和離域效應使得苯并咪唑配合物具有良好的熒光性質和導電性能，選擇合適的離子摻雜，是重要的有機電致發(fā)光二極管（OLED）的空穴傳輸材料和發(fā)光材料，此外某些苯并咪唑中存在若干共振結構，受光、熱、電等的作用可使分子內部結構互變而引起變色等。苯并咪唑類配合物的電致發(fā)光材料具有成膜性好、熱穩(wěn)定性高和色純度高的性能，苯并咪唑類配合物還可用于制備有機太陽能電池， 其中釕配合物的染料敏化太陽能電池保持著較高的光電轉化效率。

Chen研究組[7]制備了兩種新的以2-（2-羥基苯）苯并咪唑為配體的Zn（II）配合物即[Zn（pbm）2]和[Zn（apbm）2].C2H5OH.H2O （apbm為2-（2-羥基苯）苯并咪唑）， 發(fā)現(xiàn)這兩種配合物在藍色區(qū)域內均表現(xiàn)出優(yōu)異的光致發(fā)光性能。

2007年， Zhang[8]等制備一種新的配合物Eu（DBM）3（CPyBM）， 將該配合物用作有機光伏器件中的電子受體和電子傳輸層，其光電轉換效率為1.04%， 較以前報道的銪配合物類有機光伏器件有顯然的提高。

2.3 苯并咪唑類配合物磁性的研究

從20世紀80年代以來，合成新型分子基磁體、研究其磁性性能、進一步探索結構與磁性之間的關系，一直是配位化學、材料科學等領域的工作者們熱衷的課題。構成苯并咪唑環(huán)的氮原子呈現(xiàn)sp2和sp3兩種雜化態(tài)， 苯環(huán)和咪唑環(huán)共面， 整個雜環(huán)呈現(xiàn)獨特的電子云分布， 對金屬顯示出優(yōu)良的配位性能， 由苯并咪唑類配體構筑的磁性材料近年來有不少報道。

2002 年，Sanchiz等人[52]報導了Cu（II）的2-甲基苯并咪唑配合物[Cu（2-MeIm）2（mal）]n（H2mal代表丙二酸）的晶格結構和磁性研究，在1.9-290K溫度范圍內該配合物存在反鐵磁性。

2.4 苯并咪唑類配體配合物其它性能的研究

苯并咪唑類配合物在應用新材料、分子識別和超分子自組裝等方面也有廣闊的應用前景。在化學化工領域，苯并咪唑及其衍生物可作為固化劑、清洗劑、洗滌劑、起泡劑、分散劑，還可作為有機合成反應的中間體等；食品行業(yè)中的防蟲劑，水果貯藏的保鮮劑、防腐劑等；在金屬防腐業(yè)中苯并咪唑類化合物可作為優(yōu)良的不銹鋼緩蝕劑；在紡織品助劑中用作抗靜電劑、柔軟劑、增白劑、防水劑等。

3 展望

綜上所述，含苯并咪唑類配體配位方式靈活多樣，易于得到具有螺旋鏈、手性以及新穎拓撲學結構和性質的配合物，它們在抗氧化、驅蟲、催化以及光學領域有著廣闊的應用價值。合成更多具有特殊功能的含苯并咪唑類配合物，并研究其結構與性能之間的關系，擴展配合物在更多領域的應用，是今后的工作重點。

參考文獻：

[1]何迎盈，羅治彬，李少林.苯并咪唑類藥物抗腫瘤研究進展[J].重慶醫(yī)學，2011，40（27）： 2796-2798.

[2]張英，楊松，宋寶安，等.苯并咪唑類化合物殺菌活性的研究進展[J].農藥，2008，47（3）： 164-170.

作者簡介：

趙丹丹（1987.06-）女，漢族，河南省商丘人，助教，碩士，主要從事配合物的合成及其性能研究