基于多酸和氮杂环衍生物的新型配位聚合物的合成、结构与性质研究
本研究致力于利用不同类型的多金属氧酸盐（简称多酸）、含氮杂环衍生物配体与过渡金属离子反应，构筑新型的基于多酸的金属-有机配合物，研究这类配合物的合成条件和规律，以及物质结构和性能之间的关系，为合成基于多金属氧酸盐的金属有机配合物的目标产物提供理论和实验基础。利用水热合成和溶剂热合成技术，合成了8例新型的多酸基金属有机配位化合物和1例新型的帽式多酸。除此之外，通过元素分析、ICP、IR、单晶X-射线衍射分析和粉末X-射线衍射分析(XRPD)对其晶体结构进行表征，并对部分化合物的热稳定性(TG)进行了研究。本研究主要内容包括： ⑴利用七钼酸盐与三角形含氮羧酸配体以及过渡金属盐在溶剂热条件下反应，共合成了3例具有螺旋特征的3D多酸基微孔金属-有机配合物，它们是：[Co4(tpba)6(H2O)3][SMo12O40]·10H2O；[(CH3)2NH2][{Co(tpba)}{Mo2O7}]·2H2O；[(CH3)2NH2][{Ni(tpba)}{Mo2O7}]·2H2O。化合物是一例以Keggin型多酸作为模板剂构筑的具有12重交织螺旋特征的纳米管状金属有机骨架，是目前拥有最高重螺旋的多酸基配位聚合物。化合物是同构化合物，都是具有手性特征的二重互穿柱层结构。上述化合物均具有微孔的特征，在气体吸附等方面可能具有潜在的应用价值。 ⑵利用溶剂热法成功合成出一例新型的帽式多酸，它是：[(CH3)2NH2]4(H3O)3[Cu{Mo16O52}]·4.5H2O。化合物是一例基于Keggin型多酸的四帽修饰的多酸化合物，它最大的特点是一价铜原子作为多酸的中心杂原子，代表了第一例以还原价态的Cu原子作为杂原子的帽式多酸。 ⑶利用不同的Keggin型多酸与三角形含氮配体或长链状含氮羧酸配体以及过渡金属Cu盐在水热条件下反应，成功合成了2例基于多酸的1D螺旋金属-有机配合物，它们是：(H3O)[{Cu(H2tpim)2}{SiMo12O40}]·0.5H2O；[Cu2(Hcpp)3(cpp)(H2O)][PMo12O40]·2H2O。化合物5和6都是基于1D螺旋链的（1D→2D）多插指结构。化合物是由相邻的具有相反手性的螺旋链插指形成2D非手性层，相邻的2D层之间通过多酸和含氮配体间形成的氢键作用构筑了一个有趣的3D超分子网络。化合物6是由相邻的具有相同手性的螺旋链插指形成具有手性的2D层，相邻的具有不同手性的2D层通过超分子作用力形成3D结构，其中的Keggin型多酸作为模板剂诱导3D超分子网络的形成。除此之外，我们还研究了化合物5和6的热重性质。 ⑷利用钒酸盐或磷钼酸盐与H2api配体以及过渡金属盐在水热条件下反应，成功合成了3例新颖的一维链状多酸基无机有机杂化化合物，它们是：[Ni(H3api)4][V16O38C1]·10H2O；[Co(H3api)4][V16O38Cl]·10H2O；(H3api)2(H3O)2[Cu{P2Mo5O23}(H2O)2]。化合物具有相同的结构，均包含两条新颖的、向两个方向伸展的一维链，而化合物9只具有一个伸展方向的一维链。这三个化合物最终均表现为ABAB堆叠方式的三维超分子网络。值得我们注意的是，化合物是基于新颖的高核钒簇{V16}构成的。除此之外，我们还研究了化合物的热重性质。
杂环聚合物;金属氧酸盐;水热合成;配位化学
西南大学
硕士
无机化学
肖冬荣
2015
中文
O633.5;O641.4
95
2015-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）