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具有分子内共扼大П键,不仅是优良的生色基团,而且具有良好的分子内电子传递和能量传递性质。它们具有σ给电子能力及二受电子能力,能够与多种金属形成稳定的配合物,具有十分丰富的配位化学内容。因此,以吡啶类化合物为配体的过渡金属配合物在配位化学中充当了极其重要的角色。而且吡啶配体具有多个配位点,其配位结构形式也是多种多样、灵活多变且不拘一格,这使得吡啶配体及配合物在诸多配位化学研究中都有涉及,它也广泛应用于许多配体和配合物的合成中及其研究中。
4.2含吡啶基配体及吡啶合物在光电化学中的应用
吡啶合物在光电化学上有广泛的应用。其中,在最近的研究中,钌(II)-联吡啶配合物扮演一重要角色。
钌( II)-联吡啶配合物具有光解水的功能,它可以作为光吸收敏化剂和光发射敏化剂,是一种常用的电致化学发光试剂,也是一种较好的化学发光试剂。在不同的PH值,它显示的发光性质有所不同,因而也有不同的应用。在碱性条件下,钌(II)-多联吡啶可用于化学发光分析测定6-巯基嘌呤。在酸性条件下,丙酮酸能增强 Ce (Ⅳ)氧化钌(II)-联吡啶的化学发光强度,其增强强度跟丙酮酸的浓度成正比,据此建立了化学发光测定丙酮酸的新方法[ 38]。
钌(II)-多吡啶类配合物一直并将继续在光化学、光物理、电化学、光致电化学、化学荧光、电子荧光 电子和能量转移及非线性光学等领域扮演重要的角色,并将其应用于物质定性与定量分析和分子标定。
另外,基于一些吡啶配合物的光敏特性和催化作用,以吡啶配体或配合物为构造单元,根据氧化还原位、合适的单元间距及取向等设计合成出吸光率高、电荷转移速度快、电荷分离程度高的多核配合物,研究光电转换材料、电致发光、荧光分子开关及光合作用中心模型等具有重要意义。随着多吡啶配合物的光化学研究的不断深入,可以控制电子转移和能量传递的光化学和光物理过程成为其研究的热点,特别是具有器件功能的多核配合物的研究越来越多。具良好荧光性能的配合物在光能转换、光敏剂和荧光分子开关等领域有很好的应用前景。 4.3含吡啶基配体及吡啶合物在超分子化学中的应用
通过配位键和氢键或芳香体系的π-π作用,从简单小分子配体和金属离子构筑多功能高级有序结构分子聚集体,在配位化学、超分子化学及材料科学和生
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命科学领域中呈现出突飞猛进,方兴未艾的发展趋势。吡啶配体及配合物结构和配位的特点使其在分子自组装[8]中得到广泛应用,这也决定了其在超分子化学及材料科学中的应用将会一直引起人们的特殊关注。另外,有些吡啶配体及其配合物因为在超分子生成的催化反应中降低反应化能、增加反应速率、有很高的选择性;对发展离子检测、萃取、分离和纯化等技术有重大意义;以及能在新材料和仿生化学领域中得到发展而使其在超分子化学中具有广阔的应用前景。 4.4含吡啶基配体及吡啶合物在生物化学和医学中的应用
而从吡啶配合物的应用角度来看,目前作的一些工作表明,一些吡啶配合物已用于化学核酸、DNA构象探针、足迹试剂、抗肿瘤药物等生物化学及医学领域。近年来的一些研究表明,将特定功能多吡啶配体的配合物和DNA片断连接,利用生物大分子原有的识别能力,再结合配合物小分子丰富的光物理性质,可更好的探索DNA结构和功能的关系。顺铂有抗癌性的发现和其医学临床得到应用之后,顺铂因肾毒性、神经毒性、催吐性以及极易产生抗药性而应用受限的问题也受到科学家们的广泛关注。因此,研究开发非铂类金属配合物抗癌药物也成为科学家们势在必行方向之一。科学家们发现一些非铂类多吡啶配合物具有较强的抗癌能力,但这一类配合物被用作抗癌药物的报道不多,相信在未来的发展中也会扮演一个重要的研究角色。
4.5含吡啶基配体及吡啶合物在材料化学和催化剂中的应用
目前吡啶配体及其配合物已广泛受到中外学者的关注,目的在于开发的功能材料和高效的催化剂石这类配体具有众多的配位原子和较为特殊的分型,在配位过程中可以采取各式各样的配位方式,以它们为构筑块合成的金合物,不仅具有结构研究的意义,而且有可能筛选出在分子识别、分子交换、子传递和选择性催化等方面具有特殊性能的功能材料。此外,吡啶合物广泛应用作光、电、磁等材料。如可用作发光离子传感器、光学器件,用作PH传感器,用作生物探针等等。 4.6含吡啶基配体及吡啶合物在农药学上的应用
近20 年来,吡啶衍生物化合物在农药开发工作中越来越受青睐,而且是研究中最有成效的众多杂环化合物之一,也是被开发为超高效农药的最为突出的一类物质,不但有杀菌剂、除草剂,而且有高效的杀虫剂,这为化学农药的发展开拓了新天地。
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从生物电子等排理论来说,吡啶和苯是一对生物电子等排体,两者在很多方面是相似的。但由于两者的疏水性有较大的差别(苯的疏水常数 1.96,吡啶为 0.65),由吡啶取代苯环而得到的新化合物往往具有更高的生物活性、更低的毒性、更高的内吸性或更高的选择性等,如化合物(1)防治水稻叶蝉的活性要比化合物(2)高100倍[39]。
正因为吡啶环在农药分子中的独特效应,人们对含有吡啶杂环的化合物的研究与日俱增,目前吡啶类已几乎遍及农药中所有领域和各种结构类型。 5结束语
综上所述,吡啶配体由于其结构的独特性及配位形式的多样性而受到人位特别的关注,这也将使得它们将会一直受到科学研究领域的研究热点之一,吡啶配体及吡啶化合物的诸多功能特性也将使之在众多领域中得到更为广泛的研究和应用,从而发挥其重要的作用。所以,在未来的发展中,关于吡啶配体及吡啶化合物依然还会是人们研究中的热点之一。
致谢
本论文的顺利完成,离不开各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在此特别感谢银秀菊老师的指导和帮助。本论文从选题到完成,从理论知识到实验操作的每一步都是在银老师的悉心指导下完成的。银老师渊博的专业知识,严谨的治学态度,精益求精的工作作风让我受益匪浅。同时,也感谢同组实验人员的关心、支持和帮助。 参考文献:
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附表:
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