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系列含氮氧多齿配体的功能配合物的合成、结构和性质研究
引言
含氮氧多齿配体是一类广泛应用于配位化学中的配体。它们分子中含有多个氮、氧等原子，能够和金属离子形成稳定的配合物。这些配合物在生物医药、催化剂、电化学、光电材料等领域中具有广泛的应用前景。本文将介绍含氮氧多齿配体的合成、结构和性质，旨在为相关研究提供参考。
一、含氮氧多齿配体的合成
目前常见的含氮氧多齿配体有较多种类，如对苯二酚、1,2,4-三唑、吡啶、吡咯、咪唑等。这些配体的合成过程较为复杂，具体方法取决于配体结构的不同，下面以取代吡啶氮原子上有吡啶环与吡哆烷基为例，介绍一种含氮氧多齿配体的合成方法。
合成方法：
(1)在1,5-二溴戊烷的冰乙醇溶液中，用氢化锂将一分子溴代取代吡啶生成导入吡啶环的取代吡啶。
(2)取代吡啶与1,4-二(三乙氧基)苯二酮反应，生成含有取代吡啶的1,4-二(三乙氧基)苯二酮。
(3)将1,4-二(三乙氧基)苯二酮还原，去除乙氧基，得到含有取代吡啶官能团的1,4-亚甲基吡啶。
(4)将以上得到的化合物与甲基丙烯基丁酮反应，生成取代吡啶上含有吡咯烷基的多齿化合物。
以上合成方法中，通过对取代吡啶和1,4-二(三乙氧基)苯二酮的反应可以得到含有取代吡啶官能团的1,4-亚甲基吡啶。然后，利用这种化合物与甲基丙烯基丁酮反应，得到取代吡啶上含有吡咯烷基的多齿化合物。
二、含氮氧多齿配体的结构
含氮氧多齿配体由于分子中含有多个氮、氧等原子，形状常常是错综复杂的，因而它们的结构也非常独特。这些配体通常会与金属离子形成一定数目的配位键，形成配位化合物。
以1,4,8,11-四氮杂环十四烷-3,6,10,13-四烷基酮（TMTAK）为例，其结构如图1所示。
图1含氮氧多齿配体TMTAK分子结构
如图1所示，TMTAK分子中含有四个氮杂环，每个氮杂环上有一个不饱和碳碳双键和一个羰基。每个氮杂环还连接有一个烷基。TMTAK可和一些金属离子（如Cu2+、Ni2+等）发生配位反应，形成稳定的配合物。
三、含氮氧多齿配体的性质
含氮氧多齿配体的性质复杂多样，具有一些独特的性质，如：
1.强配位能力：由于含有多个氮、氧等原子，这些配体常有较强的配位能力，能稳定地与金属离子形成配合物，这些配合物具有一定的性质。
2.生物医药性：含氮氧多齿配体具有生物医药性，常用于制备抗瘤、抗病毒等生物活性杂环化合物。
3.光化学性质：含氮氧多齿配体在一定条件下能够吸收光线，具有光化学特性。近年来，它们得到了广泛的应用，如制备光热材料等。
4.聚合性：一些含氮氧多齿配体具有聚合性能，能与其他化合物形成高分子复合材料，具有良好的物理化学性质和应用价值。
总结
含氮氧多齿配体是配位化学中一类重要的配体，在生物医药、催化剂、光电材料等领域中有广泛应用。本文以一种含有取代吡啶官能团的多齿配体为例，介绍了其合成方法；并以1,4,8,11-四氮杂环十四烷-3,6,10,13-四烷基酮（TMTAK）为例，介绍了含氮氧多齿配体的分子结构；最后介绍了含氮氧多齿配体的一些重要性质。这些内容有助于对含氮氧多齿配体的结构和性质有更深入的了解和研究。