CN107674035A - 一种苯并咪唑盐酸盐的制备、结构及荧光性质 - Google Patents

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汪永涛
吕林芮
汤桂梅
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Abstract

本发明公开了一种苯并咪唑盐酸盐的制备、结构及荧光性质。苯并咪唑盐酸盐的化学式为C13H11N2Cl• 1/3H2O。本发明提供的化合物为苯并咪唑类衍生物与盐酸通过常温下重结晶得到。本发明的化合物是经过分子自组装而成的单晶化合物。所述化合物易于制备，稳定性好，结晶度高，在分子发光等领域有非常好的应用前景。

Description

一种苯并咪唑盐酸盐的制备、结构及荧光性质
技术领域
本发明属于有机化学、晶体学及光学领域，涉及有机盐类化合物的合成及晶态结构表征。
背景技术
近年来，阴离子在环境、生物、药物和生命科学中发挥着重要的作用，因而在超分子化学研究领域中备受众多研究者的关注。阴离子识别常从阴离子客体的角度出发，根据与阴离子客体形成的非共价健作用的类型来进行分类，主要包括静电力作用、氢键作用、疏水作用、金属离子的配位作用以及它们的协同作用等，尤其是近年来利用氢键的非共价键作用而选择识别阴离子的研究得到了很快的发展（Lou J P，Chen D M，Luo C． Synthesisand study of two simple rhodanine-based receptors of fluoride anion [J]．Imaging Science and Photochemistry， 2009，27 (4)； 256—262）。
随着现代有机合成的发展，杂环化合物在有机合成中的应用越来越受到化学家的重视。苯并咪唑盐酸盐是有机杂环化合物中非常重要的一类。与咪唑盐相比，苯并咪唑盐酸盐除了具有前者的多种优良性质之外，苯环的存在会引起分子间的π…π作用，从而产生多种新的功能，例如，由于苯并咪唑具有结构易修饰性, 近年合成了大量的含苯并咪唑的化合物, 并将其应用于药物研发、离子液体合成、液晶材料开发、荧光材料的合成、 离子识别主体分子合成等诸多领域。由于苯并咪唑类化合物是一种含有两个氮原子的苯并杂环化合物，使得苯并咪唑类衍生物具有良好的生物活性，可做药类中间体，制备人、畜的驱虫药物。研究表明，具有共轭体母体的有机化合物具有很多重要的性质和用途，尤其是光学性能颇为优良，经引起人们的极大兴趣和关注。 其共轭体系结构多样性，其光学性质表现的较为灵活和多样。几十年来苯并咪唑及其衍生物的合成和应用研究从未间断，至今仍十分活跃。
因此设计更加新颖的苯并咪唑化合物，并扩展其功能，不仅挖掘了该化合物的价值，更对光学的发展起到了推动作用。
发明内容
本发明提供一种苯并咪唑盐酸盐的制备及制备方法。本发明达到了减少原料用量、缩短反应时间、提高反应产率、简化实验操作和绿色合成的目的。
本发明提供一种含苯并咪唑盐酸盐化合物，分子式为C13H11N2Cl• 1/3H2O，化学式为[HPBI]+ Cl–·1/3H2O。其中PBI 是2-苯基苯并咪唑。
本发明提供的苯并咪唑盐酸盐主要采取以下技术方案：
将0.097g(0.5mmol)2-苯基苯并咪唑（PBI）加入10mL甲醇水溶液中（甲醇：水=1：1），在磁力搅拌器中加热40度溶解，然后滴加0.042mL(0.5mmol)盐酸，加热10分钟后缓慢降至室温，冷却析出白色针状晶体。
将得到的晶体进行单晶X射线衍射测量，并在PC机上用SHELX程序包解析确定其晶体结构(图1图4)。并检测了此化合物的荧光谱图（图5）。
附图说明
图1、本发明的苯并咪唑盐酸盐的晶体结构图。
图2、本发明的苯并咪唑盐酸盐的一维结构图。
图3、本发明的苯并咪唑盐酸盐的二维结构图。
图4、本发明的苯并咪唑盐酸盐的堆积结构图。
图5、本发明的苯并咪唑盐酸盐的固态荧光光谱图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细的说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本发明的目的在于提供一种苯并咪唑盐酸盐及其制备方法，其分子式为：C13H11N2Cl•1/3H2O，化学式为[HPBI]+ Cl–·1/3H2O。其中PBI是2-苯基苯并咪唑。
为实现上述目的，将2-苯基苯并咪唑（PBI）溶于甲醇水溶液中，滴加适量盐酸，加热一定时间后缓慢降至室温，冷却析出针状晶体。所述的化合物为单斜晶系，P21 /n空间群。晶胞参数 a=15.7220(5) Å，b=5.2750(2)Å，c=21.8420(7) Å，a=90°，β=91.669(3)°，γ=90°，V=1810.67(11) Å3。
本发明的具体步骤为
实施例1
将0.097g(0.5mmol)2-苯基苯并咪唑（PBI）加入10mL甲醇水溶液中（甲醇：水=1：1），在磁力搅拌器中加热40度溶解，然后滴加0.042mL(0.5mmol) 盐酸，加热10分钟后缓慢降至室温，冷却析出白色针状晶体。
实施例2
将0.194g(1 mmol) 2-苯基苯并咪唑（PBI）加入15mL甲醇水溶液中（甲醇：水=1：2）。然后滴加0.042mL(0.5mmol)盐酸，在搅拌机中加热70度溶解，加热20分钟后缓慢降至室温，冷却析出白色针状晶体。
实施例3
将0.485g(2.5 mmol) 2-苯基苯并咪唑（PBI）加入20 mL甲醇水溶液中（甲醇：水=1：4）。然后滴加0.021 mL(0.25mmol)盐酸，在搅拌机中加热20度溶解，加热20分钟后缓慢降至室温，冷却析出白色针状晶体。
图1是苯并咪唑盐酸盐的晶体结构图。正如图1所示，单晶衍射分析表明，苯并咪唑盐酸盐的晶体结构的不对称单元中有两个氯离子，两个质子化的2-苯基苯并咪唑，一个自由水分子(氯离子和氧离子在同一个位置上)。
图2是苯并咪唑盐酸盐的一维结构图。如图2所示，每两个相邻的无序结构之间通过苯并咪唑及氯离子相连形成的沿晶体轴c轴向外延伸的一维链状结构图。
图3是苯并咪唑盐酸盐的二维结构图。如图3所示，不对称单元通过N–H⋯Cl和C–H⋯Cl键生成的二维图。
图4是苯并咪唑盐酸盐的堆积结构图。如图4所示，二维层进一步通过O–H⋯Cl氢键和π⋯π堆积形成的三维堆积结构。
图5是苯并咪唑盐酸盐的室温固态荧光光谱图。如图5所示，苯并咪唑盐酸盐在波长270 nm激发下,其发射波长为424 nm。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种苯并咪唑盐酸盐，其特征在于所述化合物的分子式为C13H11N2Cl• 1/3H2O，结构式为
。
2.根据权利要求书1所述的苯并咪唑盐酸盐的合成方法，其特征在于所述化合物的合成步骤为：将2-苯基苯并咪唑以一定比例的物质的量溶于适量甲醇水溶液中，滴加适量盐酸，然后将反应混合液在适当温度下加热完成后缓慢降至室温、过滤、静置2周，得到白色针状晶体。
3.根据权利要求书2所述的含苯并咪唑盐酸盐，其特征在于所述的化合物为单斜晶系，P21 /n空间群。晶胞参数 a=15.7220(5) Å，b=5.2750(2)Å，c=21.8420(7) Å，a=90°，β=91.669(3)°，γ=90°，V=1810.67(11) Å3。
4.根据权利要求书2所述的苯并咪唑盐酸盐，其特征在于所述化合物的不对称单元通过N–H⋯Cl和C–H⋯Cl生成一维链，然后一维链通过另一个C–H⋯Cl形成了二维结构，在二维结构的基础又通过O–H⋯Cl和π⋯π堆积形成了三维堆积结构。
5.根据权利要求书1所述的苯并咪唑盐酸盐，其特征在于：在室温下，所述化合物固态样品在波长270 nm激发下,其发射波长为424 nm。
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Cited By (4)

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Non-Patent Citations (2)

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