含N、S、F碲酸配体的有机锡(IV)化合物的合成及晶体结构研究

摘要

有机锡化合物结构多样、种类众多、使用非常广泛，它们的特定结构确定了它们的特定性质，所以合成多种结构类型的有机锡化合物并进一步钻研他们的结构，不但理论上有重要意义，在实际应用中也会具有重大意义，比如为二、三烃基锡衍生物的抗癌药物的讨论等可以提供一些可靠的信息。考虑到锡原子拥有空的d轨道，可以接受来自氧原子的孤对电子而构成相关的配合物。而碲酸中的氧原子可以提供电子与锡原子配位，同时有机碲酸也具有很高的生物活性。鉴于以上考虑，我们合成了一些含杂原子N, S, F的有机碲酸类有机锡化合物作为研究对象，如下是我们对含氮、硫、氟原子的配体分别与二、三烃基锡化合物的合成以及构造的整体研究：
　　1.合成了对氟苯碲酸、间三氟苯碲酸，并研究了他们与二、三烃基锡的反应。经过反应获得了5个新的有机锡化合物，所有这些化合物的结构经元素分析、IR、NMR等表征，并对4种有机锡化合物进行了X-射线单晶结构研究。结果显示：配体与三烃基氯化锡通过摩尔比1:4反应得到锡的衍生物，其中，中心锡原子的构型是四配位的变形四面体。反应过程中碲酸配体的四个氧原子分别和四个三烃基氯化锡反应，剩下两个氧原子不参加反应。中心碲原子为六配位的变形八面体构型。而配体与二烃基氯化锡的反应过程中所有的氧原子均参与了配位，锡原子呈现五配位的变形三角双锥构型，碲原子呈现六配位的变形八面体构型。利用 X-射线测试表明，化合物中还存在着C-H···O和C-H···π分子间弱作用，这些弱作用使化合物构成了一维或二维的超分子结构。
　　2.合成了2-噻吩碲酸，研究了他们与二、三烃基氯化锡的反应，共得到了3个新的有机锡化合物，所有这些化合物都进行了元素分析、红外光谱和核磁共振等表征，并对3个有机锡化合物进行了 X-射线研究。结果表明：在常温常压下，2-噻吩碲酸与三苯基氯化锡反应，在乙醇钠的作用下，2-噻吩碲酸中的4个氧原子与三苯基氯化锡参加配位，剩下1个羟基氧不参加反应。在高温高压下，2-噻吩苯碲酸在反应中首先发生分子间的脱水缩合，形成一个Te2O2四元环结构，每个碲酸中有两个羟基氧与三苯基氯化锡参与配位，另一个羟基氧没参与配位。中心碲原子是六配位的变形八面体结构。锡原子为四配位的变形四面体结构。
　　3.合成了2-吡啶碲酸，研究了他们与二、三烃基氯化锡的反应，共得到2个新的有机锡化合物，所有这些化合物都通过元素分析、红外、核磁等表征，并对2个有机锡化合物进行了 X-射线研究。结果表明：由于位阻的影响，3-吡啶在和三甲基氯化锡反应时，五个羟基氧全部参加配位，形成单核碲酸配体，而3-吡啶碲酸在和三苯基氯化锡反应时，本身先发生脱水缩合，形成双核碲酸配体再与三苯基氯化锡反应，且反应后剩下两个羟基氧不参加反应。有趣的是3-吡啶与三甲基的反应中，二氧化碳参与了反应，这些化合物中同样纯在着分子间弱作用。
　　4.对以上晶体进行了体外抗癌活性测试，结果表明大多数化合物对A549（肺腺癌）和HCT116（结肠癌）等细胞具有明显的的抑制作用，并且有明显的规律性的构效关系，例如：在抑制体外癌细胞方面三苯基锡衍生物要强于三甲基锡衍生物，另外我们还进一步研究了三甲基锡和三苯基锡化合物对体外癌细胞的抑制作用，进一步说明了此类化合物通过诱导细胞产生活性氧，从而进一步使线粒体膜崩解，细胞线粒体膜电位崩解进一步诱导产生活性氧，如此循环，从而导致细胞死亡。
　　值得一提的是，反应物的不同比例对锡的有机合成的空间大小和不同的合成方法会有显著的影响。这就会使锡原子的化学环境表现出四配位的四面体、五配位的三角双锥、六配位的八面体或者七配位的五角双锥等几何构型，有时配体会呈现出多齿的配位形式。另外，氢键、π-π堆积和非共价键之间弱作用的存在，使有机锡化合物可以在晶格中呈现出让我们感兴趣的一维链状，二维平面甚至三维结构的几何构型，在某些情况下，一些结构可以进行分子识别。
　　深入研究和探究这些化合物的合成反应和产物的分子结构，可以让我们在有机锡化合物合成化学以及结构化学上有更为清楚和深刻的了解。碲元素一直被称为被遗忘的元素，关于其化合物的研究相对较少，关于有机碲酸类的化合物研究的就更少了，我们通过查阅相关文献可以知道碲酸类化合物具有很好的生物活性，而且锡类化合物也具有非常好的生物活性，根据协同作用，我们试图得到具有更高活性的有机锡碲酸类化合物。

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前言

第一章 综述

1.1有机锡化学的发展简况

1.1.1有机锡化合物的性质及应用

1.1.2有机锡化合物的合成及结构研究

1.2碲酸类有机锡化合物的发展简况

1.2.1无机碲酸类的有机锡化合物

1.2.2 有机碲酸类有机锡化合物

1.3论文设计

第二章 对氟苯碲酸和间三氟甲基苯碲酸有机锡衍生物的合成及结构研究

2.1 实验部分

2.1.1 试剂与仪器

2.1.2 化合物的合成

2.2 结果与讨论

2.2.1 合成反应

2.2.2结构表征与讨论

2.2.3 单晶结构分析与描述

2.3 小结

第三章 2-噻吩苯碲酸有机锡衍生物的合成及其结构研究

3.1 实验部分

3.1.1 试剂与仪器

3.1.2 化合物的合成

3.2 结果与讨论

3.2.1 合成反应

3.2.2结构表征与性质讨论

3.2.3 单晶结构分析与描述

3.3 小结

第四章 3-吡啶碲酸有机锡衍生物的合成与研究

4.1 实验部分

4.1.1 试剂与仪器

4.1.2 化合物的合成

4.2 结果与讨论

4.2.1 合成反应

4.2.2结构表征与性质讨论

4.2.3 单晶结构分析与描述

4.3.1 化合物C5H4NTeO5(SnMe3)3 (9)的结构描述

4.3 小结

结论

参考文献

附录

致谢