含杂原子羧酸及杂环硫醇配位的有机锡化合物的合成及结构研究
有机锡化合物因其结构多样、种类繁多、应用广泛而受到人们的普遍关注。特别是20世纪80年代,人们发现有机锡化合物有着比顺铂化合物更高的抗肿瘤活性,这为有机锡化学结构与性能关系研究揭开了新篇章。有机锡化合物的研究范围开始不断扩大,迄今在有机金属化学、结构化学、配位化学、生物化学和药物学等诸多领域都有研究,成为极具发展前景的研究领域之一。目前,有机锡化学的前沿课题就是研究具有生物活性的有机锡化合物及研究它们的结构多样性。由于锡原子具有空的d轨道,所以可以接受来自N、S、O等原子的孤电子对而形成化合物。合成结构多样的有机锡化合物,对深入研究构效关系具有十分重要意义。为此,本论文系统地研究了含杂原子羧酸及杂环硫醇配位的有机锡化合物的合成及结构,共合成49个新型有机锡化合物,用红外光谱、核磁共振、元素分析等对其进行了表征,用X-射线单晶衍射仪对其中的42个进行了结构解析,对其中的14个进行了生物活性测试。主要工作有:
1、一元酸有机锡化合物的合成及结构:利用三种一元羧酸共合成了20个有机锡一元羧酸酯,得到16个化合物单晶。(1)三烃基锡一元羧酸酯通常形成一维链状聚合物,锡原子为五配位的三角双锥构型;但在溶剂分子参与配位下易形成烃基锡化合物单体,如三苄基锡6-氯-3-吡啶乙酸酯和三甲基锡(4,6-二甲基嘧啶-2-巯乙酸)。(2)二烃基锡羧酸酯结构复杂,羧酸配体也呈现多样配位模式。锡原子通常为六配位的八面体构型,如二烃基锡二氯乙酸酯。但在氧簇型二烃基锡化合物中,锡原子会呈现多种类型,如二烃基锡(6-氯-3-吡啶乙酸)氧簇和二甲基锡(4,6-二甲基嘧啶-2-巯乙酸)氧簇。(3)单烃基锡羧酸酯通常形成六锡核的鼓型化合物。
2、二元酸有机锡化合物的合成及结构:利用两种二元羧酸共合成且得到5个有机锡化合物单晶。二元羧酸的烃基锡衍生物的结构呈现多样性,如(1)三苯基锡扑酸为一维链状聚合物,扑酸作为桥联配体链接各个分子,中心锡为五配位的三角双锥；而三甲基锡和三丁基锡扑酸为二锡核的单体,锡为四配位的四面体。三种化合物中,扑酸都以作为二齿配体与锡配位。(2)手性2-苯基丁二酸与三甲基氯化锡不同条件反应时得到两种化合物:常规下得到的是三甲基锡羧酸酯,呈三维聚合物结构,二酸配体都以四齿形式与锡原子配位;溶剂热下由于Sn-C键的断裂,得到的是二甲基锡四羧酸氧簇化合物,呈二维大环层状结构,二酸配体也以四齿形式与锡原子配位,但两个羧基上的氧原子配位形式不同,一种是羧基氧平均化与同个锡配位,另一种是以桥联双齿分别与两个锡原子配位。
3、杂环硫醇类有机锡化合物的合成及结构:利用两种配体共合成了21个新型化合物,得到19个化合物单晶。此类化合物中,配体呈现多种配位模式,如配体以S,N二齿配位,或只以硫醇硫单齿或以互变硫酮式与锡原子配位;且还受到取代基和空间位阻的影响。如2-巯基4-甲基嘧啶有机锡化合物中,由于杂环上甲基的供电子性影响了邻位和对位上氮原子的配位能力,加上不同烃基锡的烃基空间位阻和分子间不同相互作用的影响,使二、三烃基锡化合物在结构和性质上都存在着差异。巯基硫代二唑配体中,由于铋试剂-Ⅰ配体含有多个配位点,所以同种原料反应也会得到多种结构类型的化合物,如铋试剂-Ⅰ与二甲基锡(或二(对氟苄基)锡)反应时各得到了两种不同的化合物。
4、含硫醇和羧酸配位的烃基锡化合物的合成及结构:用对巯基苯乙酸配体共合成3个有机锡化合物,得到2个化合物单晶。所得化合物中,配体(对巯基苯乙酸)均采用三齿形式(S,O,O)与锡原子配位。但三烃基锡(对巯基苯乙酸)酯为一维链状聚合物,而二甲基锡(对巯基苯乙酸)酯呈现出一个环环相接的三维聚合物结构。
5、测试了14个化合物的生物活性:大多数化合物表现出明显的抑制肿瘤细胞的活性,且大于顺铂的抗肿瘤活性,个别超出顺铂100多倍,羧酸配体的改变对抗癌活性影响很大,这为进一步设计合成有机锡高效抗癌新药提供了指导方向。其它化合物的抗肿瘤活性还在试验进行中。
有机锡化合物;晶体结构;生物活性;核磁共振;红外光谱
中国海洋大学
博士
海洋化学工程与技术
王海增;马春林
2011
中文
O627.42
187
2011-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）