基于多羧酸配体的金属-有机配合物的设计合成、表征及性质研究
金属-有机配合物是利用有机配体和金属离子通过共价键或离子键相互连接构筑的具有一定结构的配位化合物（包括零维、一维、二维和三维结构）。科学家们对金属-有机配合物有着浓厚的兴趣，不仅仅是因为多种多样的奇妙的结构，还由于它们在气体吸附、分离、光学、手性催化、分子识别等方面具有潜在的应用价值。在金属-有机配合物的构筑中，有机配体的选择或设计合成至关重要。在本论文中，我们通过铃木反应得到了三个苯多羧酸配体（H6L1、H4L2和H4L3），通过偶联反应得到了两个苯多羧酸配体(H3L4和H6L5)，选取氯菌酸和N辅助配体，与过渡金属、稀土金属自组装构筑了14个结构新颖的金属-有机配合物，通过X-射线单晶衍射、粉末衍射、红外光谱分析、热重分析和元素分析等结构表征手段和荧光光谱分析、磁性分析、电化学分析和气体吸附分析来研究配合物的结构和性能。本论文主要内容如下: 一、通过铃木反应得到了三个苯多羧酸配体，在溶剂热条件下分别与过渡金属离子和稀土金属离子自组装得到了七个金属-有机配合物:[Zn7(L1)2]·2NO3·8DMF·4EtOH·10H2O(1),[Cu7(L1)2·4H2O]·8DMF·5EtOH·11H2O(2),[Pr(L2)H2O]·2DMF·3.5H2O(3),[Ce2(L3)(OAc)(H2O)5]·H2O·5DMF(4),[Zn2(L3)(DMF)3]·4H2O·5.5DMF(5),[Zn2(L3)(DMA)(H2O)]·2.5H2O·3.5DMA(6),[Zn(L3)0.5(H2O)]·DMF·DMA(7)。其中配合物2是配合物1通过金属离子置换反应得到的，气体吸附曲线和催化数据表明，通过金属离子置换的方法得到配合物2在这两种性能上都比配合物1强。其中，配合物3和4是有机配体不同的稀土配合物。配合物5-7都是同一个配体的锌配合物，三者因为溶剂不同而造成结构的不同，荧光数据显示三个配合物对有机小分子具有荧光识别的性能。 二、通过菌头耦合反应得到了两个配体，与锰和镉金属离子在溶剂热的条件下反应，得到了三个金属-有机配合物:[Mn3(L4)2(DMF)4(H2O)]·1.5DMF·3.5H2O(8),[Cd3(L4)2(DMF)3][Cd3(L4)2(DMF)2(H2O)]·5DMF·3.5H2O(9),[Cd3(L5)(H2O)]·DMF·3H2O(10)。其中配合物8和9来自H3L4配体和过渡金属的自组装，二者分别为(3，6)-连接和(3，3，6)-连接的二重穿插的配合物。配合物10是一个2-节点(5，6)-连接的网络结构。我们对三个配合物进行了荧光性能、磁学性能和气体吸附性能的测试。磁学测试数据显示配合物8是一个反铁磁性配合物。通过软件计算，我们发现配合物8和9的孔隙率相似，但气体吸附测试数据显示配合物9的比表面比8高很多，进一步说明孔道的结构对气体吸附是有影响的。 三、我们选取H2L6（氯菌酸）和过渡金属在水热和溶剂热的条件下反应得到了四个金属-有机配合物:[Ni(L6)(phen)(H2O)]·(HET)·H2O(11),[Cu(L6)(phen)(H2O)]·1.5H2O(12),[Cu2(L6)2(4,4’-bipy)1.5(H2O)]·15DMF·2H2O(13),[Cd2O(L6)2(4，4’-bipy)(H2O)]·EtOH(14)。配合物11和12分别是通过C-H…O、C-H…C;和C-H…Cl弱相互作用形成的二维网状结构，配合物l3是一个单节点的bnn三维拓扑结构，配合物14是一个二维的sql网络构型，通过C-H…Cl形成三维的结构。此外对四个配合物进行荧光性质、磁学性质和电化学性质的测试，数据显示配合物11-13具有反铁磁性性质，配合物13和14具有氧化还原反应的信号。
金属有机配合物;苯多羧酸配体;单晶转化;气体吸附性能;荧光识别
山东大学
博士
无机化学
孙道峰
2015
中文
O627;O641.4
165
2015-10-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）