3,5-二氯水楊醛氨基硫脲酰腙鈷(Ⅱ)配合物的合成及其晶體結構*

夏金虹, 劉 崢, 王松梅， 王 淵

(1. 桂林電子科技大學 生命與環境科學學院,廣西 桂林 541004;2. 桂林理工大學 化學與生物工程學院,廣西 桂林 541004)

氨基硫脲作為一種含硫酰肼，是合成抗結核藥氨硫脲和磺胺藥物的原料，是一個重要的有機合成中間體，在新藥的研制過程中可作為一個重要的藥效團而引入。氨基硫脲酰腙及其配合物擁有廣泛的藥學性質，可治療肺結核[1]、麻風病[2]、抗微生物、錐體蟲病[3]，瘧疾以及對溶組織性內阿米巴有特別的殺滅效果[4～6]。水楊醛的水楊基團有解熱鎮痛作用，但毒性較大，現都用其鹽和衍生物，鹵代水楊醛氨基硫脲酰腙中獨特的藥效團決定了它們在醫療衛生領域有著廣闊的應用。

學生譯文1：Based on the current situation,this project cost will exceed 30%of the budget.

2017 年12 月，中共中央就實施國家大數據戰略第二次集體學習上，中共中央總書記習近平在主持學習時強調“善于獲取數據、分析數據、運用數據，是領導干部做好工作的基本功。高校作為人才培養單位，是數據分析能力培養和數據科學素養形成的關鍵時期，為未來提供合格的人力資源是高校不可推卸的責任，而教師是教育的主要實施者，也是教學成果和學生成長的重要影響因素致之一，因此教師的數據思維能力和數據科學素養直接決定了人才培養目標是否能夠實現。

為尋找藥效更好的配合物,本文以3，5-二氯水楊醛,氨基硫脲和CoCl2為原料，合成了3,5-二氯水楊醛氨基硫脲酰腙配體(H2L)及其鈷(Ⅱ)配合物[CoL2·DMF(1)]，其結構經IR,元素分析和X-射線單晶衍射表征。

久病虛損及年老體弱的人，尤其需要平調陰陽、流暢氣血，不宜急補、峻補，只能平補、緩補。最好先從小劑量開始，逐漸調整到最佳劑量，且宜選藥性平和、補而不滯、滋而不膩的藥物。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

3,5-二氯水楊醛，化學純，江陰新星化工廠；氨基硫脲，化學純，國藥集團化學試劑公司；其余所用試劑均為分析純。

瑞士布魯克公司500 MHz型超導核磁共振譜儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內標)；日本島津Shimadzu FT IR-8400型紅外光譜儀(KBr壓片)；德國Elementar公司Vario EL Ⅲ型元素分析儀；德國Bruker公司AXS Smart 1000型面探衍射儀。

1．2 1的合成

在燒瓶中加入氨基硫脲0.911 4 g(10 mmol)和蒸餾水30 mL，攪拌使其溶解。于75 ℃滴加3,5-二氯水楊醛1.910 g(10 mmol)的無水乙醇(30 mL)溶液，滴畢，加入冰醋酸1.5 mL，反應4 h。冷卻至室溫，過濾，濾餅分別用冷無水甲醇和蒸餾水洗滌數次，真空干燥得灰白色粉末H2L； Anal.calcd for C16H14N6O2S2Cl4： C 36.38, H 2.67, N 15.91, S 12.14; found C 36.44, H 2.95, N 16.17, S 12.26。

從H2L的IR譜圖(圖1)可見，1 612 cm-1為C=N的伸縮振動，3 466 cm-1是酚羥基的伸縮振動，3 352 cm-1是次胺基(νN-H)吸收峰，1 567 cm-1和1 598 cm-1是δN-H吸收峰，1 154 cm-1和863 cm-1是C=S伸縮振動吸收峰，1 529 cm-1是苯環骨架振動的特征峰，1 208 cm-1是νAr-O吸收峰，1 220 cm-1和1 228 cm-1是伯胺C-N的伸縮振動，1 106 cm-1是νN-N吸收峰。

1．3 1的晶體結構測定

鮮叫花子沒有被淹死。他是這地頭的好水性，他能在寒冬臘月泅水爬到泊著的大帆船上去設局找事。鮮叫花子在下游不遠處就起了水。他不想張滿春還真膽敢把他扔下去。張滿春幾年前到城里來收賬的故事，傳得沸沸揚揚，鮮叫花子當時聽說后就將信將疑。這下他才真正見識了那個鄉巴佬的膽量。鮮叫花子自然是不肯善罷甘休。

選取單晶1置衍射儀上，用石墨單色化的MoKα射線(λ=0.710 73 ?)作衍射光源，收集衍射數據。晶體結構由直接法解出，對全部非氫原子及其各向異性熱參數進行了全矩陣最小二乘法修正，所有計算均在PC機上用Siemens SHELXTL 97程序包完成。1的主要晶體學數據列于表1。

2 結果與討論

2．1 表征

在反應瓶中加入H2L 79 mg(0.3 mmol)和DMF 4 mL，于室溫攪拌使其溶解。緩慢滴加CoCl2·6H2O 82 mg(0.3 mmol)的無水甲醇(6 mL)溶液，滴畢，于室溫反應約1.5 h。過濾，濾液于室溫自然揮發，數天后得深紅色菱形單晶1； Anal.calcd for C19H19N7O3S2Cl4Co： C 34.69, H 2.90, N 14.90, S 9.58; found C 34.77, H 2.99, N 14.76, S 9.58。

從圖1還可見，1中的C=N吸收從1 612 cm-1移至1 671 cm-1，說明氨基N參與了配位。1 212 cm-1是νAr-O吸收峰，864 cm-1是C-S伸縮振動吸收峰，1 436 cm-1是苯環骨架振動的特征峰，1 060 cm-1和1 032 cm-1是伯胺C-N的伸縮振動，形成配合物后，與H2L相比，在3 432 cm-1， 3 182 cm-1， 3 303 cm-1和2 926 cm-1處仍有較強吸收，3 432 cm-1和3 303 cm-1是胺基中νN-H吸收峰，1 629 cm-1和1 493 cm-1是胺基中δN-H吸收峰，1 100 cm-1是νN-N吸收峰。

ν/cm-1圖 1 H2L和1的IR譜圖

在H2L的1H NMR譜圖(略)共出現7個峰，其中2.50和3.38是DMSO-d6中殘留1H的共振響應，11.54, 10.07, 8.33和8.26峰分別對應于-OH， -2NH， CH=和-NH2的質子峰，在約4.00處并未發現任何S-H質子響應，表明H2L在溶液中是以酮式異構體存在為主，3,5-二氯水楊醛苯環上的質子在7.51處呈兩重裂峰(-6CH)，在8.07處呈單峰(-4CH)。

1的部分鍵長及鍵角列于表2，氫鍵列于表3；晶體結構圖、配位多面體圖、相互作用圖、分子間鹵鍵導致的一維雙螺旋結構圖和相鄰雙螺旋鏈之間的相互作用示意圖分別見圖2～圖6。

圖 2 1的分子結構圖

圖 3 1的鈷配位多面體圖

由圖2可以看出，1是一個二元配合物，包含一個Co(Ⅱ)陽離子與兩個三齒酰腙陰離子配體L和兩個無序結構的游離DMF溶劑分子，整個配合物分子顯電中性。在1的結構單元中，中心鈷離子與來自三齒酰腙的兩個O原子[O(1), O(2)]、兩個N原子[N(2), N(5)]和兩個S原子[S(1), S(2)]形成一個六配位的八面體雙錐構型(圖3)。Co(Ⅱ)周圍的配位環境為：O(1), S(1); N(2), N(5); O(2), S(2)三組配位原子兩兩正交。配位原子O(2), N(5), S(2), N(2)共面于0.058 7 ?內，Co(1)偏離該平面背向錐頂S(1)的距離是0.002 6 ?；配位原子S(1),N(5), O(1), N(2)共面于0.058 5 ?內，Co(1)偏離該平面朝向錐頂O(2)的距離是0.005 6 ?；配位原子S(1), S(2), O(1), O(2)共面于0.004 1 ?內，Co(1)偏離該平面朝向錐頂N(5)的距離0.009 8 ?，且它們與中心鈷離子形成的鍵角[∠S(2)-Co(1)-S(1)=92.194(5)°， ∠S(1)-Co(1)-O(2)=90.942(5)°， ∠O(2)-Co(1)-O(1)=86.149(5)°， ∠O(1)-Co(1)-S(2)=90.710(5)°]之和為359.997°，接近360°，從這些數據看出S(1)， S(2)， O(1)， O(2)的共面性最好，它與平面{[O(2), N(5), S(2), N(2)]， [S(1), N(5), O(1), N(2)]}相交的二面角為88.5°和89.7°，平面[(O(2), N(5), S(2), N(2))和平面[S(1), N(5), O(1), N(2)]的二面角為89.4°，由此可見三個平面基本上也是兩兩正交的。同時，1的兩個酰腙分子的酚羥基均脫去，我們注意到C(1)-S(1)=1.685 9(2) ?， C(9)-S(2)=1.725 7(2) ?，這與和Mamata Singh報道的1.768(2) ?， 1.704(2) ?和E.W.Ainscough報道的1.721 ?接近，介于C-S單鍵(1.82 ?)與C=S雙鍵(1.56 ?)鍵長之間，但更接近于單鍵鍵長，這是由于次胺基上的H原子均移至硫原子上，呈烯硫醇式配位。次胺基N與硫酮基C原子的鍵長[C(1)-N(1)=1.347 3(1) ?， C(9)-N(4)=1.314 0(1) ?]更接近于雙鍵[C(2)-N(2)=1.297 7(1) ?， C(10)-N(5)=1.285 2(1) ?]的長度，證明前者質子轉移后次胺基N與硫酮基C原子成雙鍵，并產生烯硫醇1，3共軛。N(1)-N(2)與N(4)-N(5)的鍵長是1.3740(1) ?和1.3763(1) ?，和Mohammad A.Ali報道的1.376 ?相當。配位原子與就中心Co(Ⅱ)的鍵長(表2)分別為[Co(1)-O(1)=1.975 7(1) ?， Co(1)-O(2)=1.944 5(2) ?， Co(1)-S(1)=2.204 8(2) ?， Co(1)-S(2)=2.208 3(2) ?， Co(1)-N(2)=1.889 1(2) ?， Co(1)-N(5)=1.890 9(2) ?，從配位鍵長可以看到，每個酰腙中亞胺基N的配位能力最強，酚羥基O次之，S最弱。結合前面酰腙分子的鍵長數據可以看到，兩個酰腙分子對于配位原子的化學地位是不同的。

表 1 1的晶體學數據Table 1 Crystallographic data of 1

表2 1的主要鍵長和鍵角
Table2 Selected bond lengths and bond angles of1

BondLength/nmBondLength/nmBondAngle/(°)Co1-N20.188 9(4)O1-C40.129 9(7)N2-Co1-N5174.59(19)Co1-N50.189 1(4)O2-C120.129 5(7)N2-Co1-O290.45(17)Co1-O20.194 5(4)S1-C10.168 6(6)N5-Co1-O293.59(18)Co1-O10.197 6(3)S2-C90.172 6(6)N2-Co1-O193.45(17)Co1-S10.220 5(15)Cl1-C50.172 0(6)N5-Co1-O190.41(16)Co1-S20.220 8(17)Cl2-C70.174 9(7)O2-Co1-O186.15(15)N1-C10.134 7(7)Cl3-C130.173 2(6)N2-Co1-S186.86(14)N1-N20.137 4(5)Cl4-C150.174 3(6)N5-Co1-S189.47(13)N2-C20.129 8(7)Cl1i-N1ii0.309 0(3)N5-Co1-S285.66(14)N4-C90.131 4(7)O2-Co1-S2176.77(12)N4-N50.137 6(6)O1-Co1-S290.71(12)N5-C100.128 5(7)S1-Co1-S92.19(7)

i-x, 1-y, 1-z;ii-x, -1/2+y, 1/2-z

圖 4 1中相鄰分子之間的相互作用示意圖

表 3 1的氫鍵鍵長和鍵角Table 3 Hydrogen bond lengths ans bond angles of 1

ax, y, z;bx, 1/2-y, -3/2+z;c-x, 1/2-y, -3/2+z;d-x, 5/2+y, 3/2+z;e-x+1, -y-1, -z

圖 5 分子間鹵鍵導致的一維雙螺旋結構圖

圖 6 配合物相鄰雙螺旋鏈之間的相互作用示意圖

從配合物兩個相鄰分子之間相互作用圖(圖4)可以看出存在Cl(1)和Cl(3)兩個氯原子參加的非典型鹵氫鍵[H(1A)i┈Cl(1)ii=2.8057(3) ?， H(6B)i┈Cl(3)ii=2.660 7(3) ?]，多個配合物分子通過這兩個鹵氫鍵在空間中無限延伸形成類似于脫氧核糖核酸的一維雙螺旋鏈(圖5)。 Cl(2)和Cl(4)兩個氯原子則伸出雙螺旋鏈，與DMF溶劑分子形成氫鍵相連(由于溶劑分子出現無序結構未畫出)。通過圖6看到，相鄰兩個雙螺旋鏈條之間由大量氫鍵和一個鹵鍵[Cl(1)i┈N(1)ii=3.090 2(3) ?]共同作用，從而可以交織形成3D無限層狀結構。

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