手性β-二酮镧系络合物的配位立体化学

摘要

自1911年配位化学奠基者Alfred Wemer及其助手首次拆分八面体手性钴绍合物一百年来,手性金属络合物绝对构型的关联和指认一直是配位立体化学研究的重要课题之一。针对大多数单核镧系络合物的动力学活性,基于手性光谱.结构关联方法对镧系络合物的金属中心手性构型及其稳定性进行研究,对将其应用于生命科学的手性识别和手性传感等诊疗机理的阐明以及在发光材料方面的潜在应用尤为重要。本论文合成了一系列手性β-二酮镧系络合物,对它们的晶体结构、手性配位立体化学及部分化合物在溶液中的配位结构和金属中心手性的稳定性进行了系统研究。全文共分为六章:
　　 第一章为绪论,结合本论文的核心内容,分别总结了手性β-二酮镧系络合物的合成方法、绝对构型的判断规则,在溶液中金属中心手性的稳定性以及溶剂对镧系络合物配位多面体结构的影响,并举例说明了手性β-二酮镧系络合物在若干领域中的重要应用。此外,还简述了论文的主要构思和研究目的。
　　 第二章主要研究了七配位非对映异构体共存与八配位非对映异构纯的手性β-二酮镧系络合物的固体CD光谱特征,由此建立了晶体结构与固体CD光谱的关联,获得了八配位镧系络合物的绝对构型与CD光谱中激子裂分样式的对应关系。并通过密度泛函理论(DFT)计算揭示非对映异构体共存的手性七配位β-二酮镧系络合物生成的原因。
　　 第三章的研究重点在于确定八配位手性β-二酮镧系络合物[Mim(d/l-hfc)4](M=Na、K、Cs;Ln=La、Eu、Yb,d/l-Hhfc=3-七氟丁酰-d/l-樟脑)的绝对构型及考察它们在溶液中的配位结构和金属中心手性的稳定性。同时,还比较了碱金属离子和镧系金属离子的不同配伍对上述稳定性的影响,以及与之相关的碱金属离子对[Eu(d-hfc)4]-络阴离子荧光性质的调控作用。此外,还初步探究了其中的Cs-Yb络合物在冷却过程中的相变现象。
　　 第四章侧重研究不同溶剂和镧系金属离子对[Ln(TPPO)2(d/l-hfc)3](Ln=Eu、Yb,TPPO=三苯基氧磷)在溶液中的配位结构和金属中心手性的影响。结果表明:Eu络合物在部分溶剂中不发生差向异构化,因此具有相对较好的荧光性质。结合溶液CD谱、荧光谱和19F NMR谱分析,探讨了[Ln(TPPO)2(d/l-hfc)3]在不同溶剂中配位立体结构差异的原因。
　　 第五章通过立体选择性合成或镜面对称性破缺获得了两类八配位手性β-二酮镧系络合物,并通过晶体结构和固体CD光谱研究了所得产物的手性配位立体化学及绝对不对称合成机理。
　　 第六章总结了本论文的研究工作,并对后续研究进行了展望。