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研究生: 林彥伯
Yen-Po Lin
論文名稱: 銅蛋白質模型錯合物研究:雙苯咪唑-2-氧丙烷及吡啶單牙基銅錯合物的結構、鍵結及催化氧化反應之研究
指導教授: 蘇展政
Su, Chan-Cheng
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2003
畢業學年度: 91
語文別: 中文
論文頁數: 100
中文關鍵詞: 銅蛋白質模型錯合物雙苯咪唑-2-氧丙烷吡啶單牙基銅錯合物結構鍵結催化氧化反應
英文關鍵詞: Copper(II) complexes, bis(benzimidazol-2-yl)-2-oxopropane (bbmo), pyridine, catalytic capabilities, lithium benzyloxide, benzaldehyde, sulfoxide
論文種類: 學術論文
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  • 本研究合成具有π-鍵結能力的含雙苯咪唑三牙基配子:雙苯咪唑-2-氧丙烷(bbmo)。合成了四個錯合物:[Cu(bbmo)(py)2](ClO4)2、[Cu(bbmo)(γ-pic)2](ClO4)2(CH3CN)、[Cu(bbmo)(2-acpy)](ClO4)2
    (H2O)0.5及[Cu(bbmo)(nmim)2](ClO4)2。其中吡啶(py)、4-甲基吡啶(γ-pic)、2-乙醯基吡啶(2-acpy)及N-甲基咪唑(nmim)均是單牙配子。根據紅外光光譜、電子順磁共振光譜、電子吸收光譜及可見光光譜高斯交疊解析等,來探討二價銅錯合物的結構及鍵結的性質。此類錯合物為四角錐形體或拉長八面體,其中bbmo呈面形配位,py及γ-picoline的環面均垂直於配位的四角面。
    由錯合物的可見光光譜高斯解析結果,得知二價銅錯合物結構的d軌域分佈順序為:
    dxy >> dz2 > dx2-y2 > dyz > dxz
    綜合本研究結果:所合成的含雙苯咪唑三牙基配子bbmo為π-donor的配位基。
    [Cu(bbmo)(py)2](ClO4)2及[Cu(bbmo)(γ-pic)2](ClO4)2(CH3CN)為多種催化氧化反應的催化劑:
    (一)具有酪胺酸酶的催化能力,能有效地在室溫下催化3,5-雙第三丁基
    鄰苯二酚及2,4-雙第三丁基苯酚與氧氣的反應,形成3,5-雙第三丁基
    雙醌。
    (二)在室溫下具有催化苯甲氧化鋰(Lithium benzyloxide)與氧的反應,
    形成苯甲醛(benzaldehyde)。
    (三)推斷其反應過程中二價銅錯合物可能形成μ-η2:η2-peroxo
    dicopper(II)及bis(μ-oxo)dicopper(Ⅲ)的結構,具有硫氧化反應
    的催化能力。

    Copper(II) complexes of bis(benzimidazol-2-yl)-2-oxopropane (bbmo), [Cu(bbmo)(py)2](ClO4)2, [Cu(bbmo)(γ-pic)2](ClO4)2(CH3CN), [Cu(bbmo)(2-acpy)](ClO4)2(H2O)0.5, and [Cu(bbmo)(nmim)2](ClO4)2, where py=pyridine, γ-pic=4-methylpyridine, 2-acpy=2-acetylpyridine, and nmim= 4-methylimidazole, have been synthesized, and characterized by elemental analyses, infrared, electronic absorption, and EPR spectroscopic measurements. These complexes are either five coordinated square pyramidal or six coordinated elongated octahedral structures, with a facially bonded bbmo. Both py and γ-pic nuclei are perpendicular to the main coordination plane.
    Based on Gaussian analyses of the component bonds of the visible electronic spectra for these copper(II) complexes, the sequences of the d orbitals have been assigned as dxy >> dz2 > dx2-y2 > dyz > dxz for the elongated Oh or square pyramidal complexes. In conclusion, the bbmo tridentate ligand binds to copper d orbitals as a π-donor.
    Both [Cu(bbmo)(py)2]2+ and [Cu(bbmo)(γ-pic)2]2+ exhibit excellent catalytic capabilities in some oxidation reactions. First, as tyrosinase, both 3,5-di-t-butylcatechol and 2,4-di-t-butylphenol are oxidized by O2 forming 3,5-di-t-butylquinone; secondly, the oxidation of lithium benzyloxide by O2 forms benzaldehyde; and thirdly, the oxidation of thioanisole by O2 results in the forming of methyl phenyl sulfoxide. It is likely that the catalytic species are either μ-η2:η2-peroxo dicopper(II) or bis(μ-oxo)dicopper(Ⅲ) complexes.

    圖索引 表索引 中文摘要 英文摘要 第一章 緒論 第一節 研究動機與目的……………………………………………1 第二節 背景…………………………………………………………3 第三節 二價銅錯合物的性質……………………………………11 第二章 實驗部分 第一節 實驗儀器及藥品…………………………………………18 第二節 配子與錯合物的合成……………………………………21 第三章 結果與討論 第一節 配子的合成及光譜探討…………………………………26 第二節 錯合物的合成探討………………………………………27 第三節 紅外線光譜………………………………………………29 第四節 電子順磁共振光譜………………………………………33 第五節 電子吸收光譜……………………………………………40 第六節 可見光光譜的高斯交疊解析……………………………48 第四章 三牙基bbmo銅錯合物的催化反應與性質探討 第一節 3,5-雙第三丁基苯二酚(DTBC)的催化反應……………59 第二節 2,4-雙第三丁基苯酚(DTBP)的催化反應………………63 第三節 苯甲醇( benzyl alcohol)的催化反應……………………66 第四節 催化硫氧化反應(sulfoxidation)…………………………71 第五章 結論……………………………………………………………74 參考文獻………………………………………………………………75 附錄

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