新型Cd(II)配合物的合成、结构表征及催化性能研究：基于1H-吡唑并[3,4-b]吡啶-3-胺与吡啶羧酸配体的绿色催化应用

研究人员针对苯甲醛绿色合成中催化剂选择性不足的问题，设计了一种新型Cd(II)配合物[Cd(L1)2(L2)2(H2O)2]，通过单晶X射线衍射证实其畸变八面体结构，Hirschfeld表面分析揭示H···H相互作用占主导（44.7%）。该配合物在373 nm激发下产生477 nm荧光发射，催化苯甲醇氧化反应获得53%收率，为金属配合物催化剂设计提供了新思路。

　　

苯甲醛作为医药、染料和香料工业的关键中间体，其绿色合成一直是催化化学的研究热点。传统制备方法存在能耗高、副产物多等问题，而金属配合物催化剂因其结构可控、条件温和等优势备受关注。然而，现有催化剂普遍面临选择性不足或成本过高的挑战。针对这一瓶颈，中国某研究机构的研究人员创新性地将6-苯基吡啶-2-羧酸（HL₁）与1H-吡唑并[3,4-b]吡啶-3-胺（L₂）配体结合，成功构建了新型Cd(II)配合物，相关成果发表在《Polyhedron》上。

研究采用元素分析、红外光谱（IR）、紫外-可见光谱（UV-vis）、热重分析（TGA）和单晶X射线衍射（SC-XRD）等技术表征结构，通过Hirschfeld表面分析揭示分子间作用力，并评估其荧光性能和催化活性。

材料与方法
实验选用商业化的HL₁和L₂配体，与Cd(NO₃)₂·4H₂O在碱性条件下反应获得单晶。结构解析采用SC-XRD（Bruker D8 Venture衍射仪），催化反应以苯甲醇为底物、THF为溶剂，通过气相色谱监测产物。

红外光谱
配合物中羧酸C=O振动峰从1701 cm^-1位移至1609 cm^-1，证实配体去质子化并与Cd(II)配位。L₂配体的C=N特征峰（1418 cm^-1）分裂为1454 cm^-1和1383 cm^-1，表明氮原子参与配位。

晶体结构
中心Cd(II)呈现六配位畸变八面体构型：两个L₁配体通过吡啶氮和羧酸氧双齿配位，两个L₂配体提供吡唑氮原子，轴向位置由水分子占据。分子间通过π-π堆积形成一维链状结构。

Hirschfeld表面分析
H···H接触贡献率达44.7%，其次为C···H（25.3%）和O···H（12.1%）相互作用，这些弱作用力稳定了晶体堆积。

荧光性质
乙醇溶液中，配合物在373 nm激发下产生强蓝绿色荧光（477 nm），归因于配体到金属的电荷转移（LMCT）。

催化性能
苯甲醇氧化反应中，配合物表现出53%的苯甲醛选择性和良好稳定性，其催化机制可能与Cd(II)的Lewis酸性促进氧活化有关。

结论与意义
该研究不仅丰富了Cd(II)配合物的结构数据库，更通过精准的配体设计实现了催化性能调控。Hirschfeld分析为理解分子堆积模式提供了新视角，而中等的催化收率提示可通过优化配体电子效应进一步提升活性。这项工作为开发环境友好型金属催化剂提供了重要参考，尤其在精细化学品绿色合成领域具有潜在应用价值。