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研究生: 許育禎
論文名稱: 含磷硫多牙基之鎳錯合物上之乙腈、硫亞胺酯的轉換與腈水解酶相關之研究
指導教授: 李位仁
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 化學系
Department of Chemistry
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 100
中文關鍵詞: 硫醇、腈類
論文種類: 學術論文
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  • 腈類化合物(RCN)在化學工業上的使用極為廣泛;然而,殘留在廢棄反應物中未反應的腈類化合物卻會造成環境污染。幸好,自然界存在著腈水解酶,可將腈類化合物水解為相對應的酸及氨而降低其毒性。然而腈水解酶之晶體結構尚未被解析,仍有許多關於此酵素的催化反應機制的疑惑需要釐清,因此本研究藉由兩種相似的配位基P(o-C6H4SH)3 (PS3)和P(C6H5)(o-C6H4SH)2 (PS2)分別與[Ni(CH3CN)6](ClO4)2反應,希望除了能探索一些訊息來了解腈水解酶外,更可以提供一個新的方法,以降低腈類化合物的毒性。
    我們利用PS3和PS2分別與[Ni(CH3CN)6](ClO4)2在乙腈溶劑下反應,共得到[Ni(P(o-C6H4S)2(o-C6H4SC(CH3)NH2))]2(ClO4)2 (1)、[Ni(P(o-C6- H4S)(o-C6H4SH)2)2] (2)、[Ni(P(o-C6H4S)(o-C6H4SC(CH3)NH2)2)2](ClO4)4 (3)、[Ni(P(C6H5)(o-C6H4S)(o-C6H4SH))2] (4)、[Ni(P(C6H5)(oC6H4S)2)]2 (5)、[Ni(P(C6H5)(o-C6H4S)(o-C6H4SC(CH3)NH2)2)](ClO4)2(6)、[Ni(P(C6H5)(o-C6 H4S)(o-C6H4SC(CH3)NHCOCH3))2] (7)等七種鎳錯合物;其中,六個化合物以X-ray繞射儀解析得知其晶體結構。從結構上發現化合物1、3、6含有由乙腈轉換來的硫亞胺酯,而化合物7則是轉換成醯胺硫醚,分別與腈水解酶催化機制中產生的酵素鍵結-醯胺硫醚中間物及產物結構相似。另外,在反應過程中也觀察到中間物2、4與5的產生。而在相似反應條件下,當PS3和PS2分別與60 %的過氯酸水溶液在乙腈溶劑下反應20 ~ 30天,可得到P((o-C6H4SC(CH3)NHCOCH3)(C6H5)(o-C6H4- SH))(ClO4) (9)和P((o-C6H4SC(CH3)NHCOCH3)(o-C6H4SH)2)(ClO4) (10),此二化合物具有由乙腈轉換來的醯胺硫醚結構。
    經由我們得到的結果,似乎暗示著溶液中的鎳離子與配位基結合所產生的無水過氯酸,可與乙腈形成較強的氫鍵,加快活化乙腈的速度,使其更容易被弱親核性的SH攻擊,生成硫亞胺酯的結構;若是環境中有水分子的存在,則會再轉換為醯胺硫醚的結構。要是沒有鎳離子的存在,單是藉由60 % 過氯酸水溶液來進行乙腈的活化,則需要很長的時間才能完成。
    在進行相關反應探討時,我們也幸運地得到了[Ni(P(C6H5)- (o-C6H4S)2)2] (8)的結構,其中心的鎳離子為正四價,這是我們所知第一個以thiolate配位,在空氣下穩定的Ni(IV)的化合物。

    中文摘要……………………………………………………………….…….I 英文摘要.….........………………………………………………….....…....III 第一章 緒論 1-1前言…………………………..………………….…………………..1 1-2腈水解酶的簡介……………………………………..….…………..4 1-3腈水解酶的應用……………..………………………………….…..8 1-4傳統化學上使腈類水解的相關反應……………………………...10 1-5研究方向…………………………………………………………...12 第二章 實驗部分 2-1一般實驗…..…….………………………………………………....13 2-2儀器…………………………...……………………………………14 2-3溶劑…………………………………………..…………………….16 2-4藥品……………………………………..………………………….18 2-5配位基的合成與鑑定……………………………………………...19 2-6化合物的合成與鑑定……………..……………………………….23 2-6.1合成[Ni(P(o-C6H4S)2(o-C6H4SC(CH3)NH2))]2(ClO4)2 (1)......23 2-6.2合成[Ni(P(o-C6H4S)(o-C6H4SH)2)2] (2)..................................24 2-6.3合成[Ni(P(o-C6H4S)(o-C6H4SC(CH3)NH2)2)2](ClO4)4 (3).....25 2-6.4合成[Ni(P(C6H5)(o-C6H4S)(o-C6H4SH))2] (4)..................28 2-6.5合成[Ni(P(C6H5)(o-C6H4S)2)2] (5)....................................29 2-6.6合成[Ni(P(C6H5)(o-C6H4S)..............................................30 (o-C6H4SC(CH3)NH2)2)](ClO4)2 (6) 2-6.7合成[Ni(P(C6H5)(o-C6H4S)2)2] (8)....................................31 2-6-8合成P((o-C6H4SC(CH3)NHCOCH3)...............................33 (C6H5)(o-C6H4SH))(ClO4) (9) 2-7化合物的晶體結構解析………………………………………34 第三章 結果與討論 3-1配位基的合成探討…………………………………………….38 3-2化合物的結果探討…………………………………………….38 3-2.1[Ni(P(o-C6H4S)2(o-C6H4SC(CH3)NH2))]2 (1)的合成.........38 、結構及性質 3-2.2[Ni(P(o-C6H4S)(o-C6H4SH)2)2] (2)的合成、性質及….….43 光譜鑑定 3-2.3[Ni(P(o-C6H4S)(o-C6H4SC(CH3)NH2)2)2](ClO4)4 (3).....….45 的合成、結構、性質及光譜分析 3-2.4[Ni(P(C6H5)(o-C6H4S)(o-C6H4SH))2] (4)的合成、結構.….52 、性質及光譜分析 3-2.5[Ni(P(C6H5)(o-C6H4S)2)2] (5)的合成、結構、性質……...56 及光譜分析 3-2.6[Ni(P(C6H5)(o-C6H4S)(o-C6H4SC(CH3)NH2)2)](ClO4)2 (6).....62 的合成、結構、性質及光譜分析 3-2.7[Ni(P(C6H5)(o-C6H4S)(o-C6H4SC(CH3)NHCOCH3))2] (7).....70 的合成、結構、性質 3-2.8[Ni(P(C6H5)(o-C6H4S)2)2] (8)的合成、結構、性質..................74 及光譜分析 3-2.9P((o-C6H4SC(CH3)NHCOCH3)(C6H5)-...................................82 (o-C6H4SH))(ClO4) (9)的合成、結構、性質及光譜分析 3-3綜合討論...........................................................................................93 3-3.1化合物與腈水解酶的比較.....................................................93 3-3.2化合物(7)(9)(10)的比較.........................................................93 3-3.3化合物(6)(7)(9)的比較...........................................................95 第四章 結論………………………………………………………............96 參考文獻……………………………………………………………….......99 附錄

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