基于二、三、四羧酸和氮杂环衍生物配体的新型配合物的合成、结构与性质研究
本文根据晶体工程学原理，综合利用氮杂环类衍生物为辅助配体和羧酸类配体在水热条件下，与金属离子或多核金属-氧簇一起构筑了9个结构新颖的配位聚合物。并且，通过考察反应条件、羧酸配体和氮杂环辅助配体的几何构型、分子间作用力等因素对合成的配合物结构的影响，研究它们的合成条件及规律。此外，为了进一步了解化合物分子自组装原理和新物质结构与性能之间的关系，我们还考察了它们的结构网络类型。在金属有机配合物的设计和合成中，多羧酸配体是一个不错的构件，其本身包含的羧基可不止一个。羧基基团具有较强的配位能力，去质子化的羧基具有多变的配位模式，为组装结构复杂的金属-有机配合物奠定了基础。再者，根据文献记录结果显示，过渡金属元素对许多配位原子如氧、氮、硫等表现出较好的亲和力，且具有多变的配位数，关于过渡金属元素的配位化学受到配位化学家们广泛的关注。综上所述，通过仔细的研究和合理的甄选，在本文里我们选取了三种羧酸配体:H4aobtc、H3L和H2pbda，在中性氮杂环衍生物配体bpp、phen、2，2'-bpy的辅助下用水热合成法，与过渡金属盐反应，成功合成并解析出9例结构新颖的金属-有机配合物，对这些化合物的晶体结构进行了IR、元素分析、ICP分析、XPRD和X-射线单晶衍射的表征，此外，还初步研究了这些化合物的热稳定性和磁学性质。该系列配合物的分离，不仅为金属-有机配合物结构领域提供了新型的实例，同时还为研究该类材料的合成规律、定向合成相关材料和开发其性质奠定了一定的理论和实验基础。 本文所描述的化合物的分子式如下:[Co(aobtc)0.5(bpp)1.5]·0.5H2O(1)[Zn(aobtc)0.5(phen)]·2H2O(2)[Zn(aobtc)0.5(2,2'-bpy)](3)[Co(HL)(phen)]·1.5H2O(4)[Co4(HL)3(μ3-OH)2(H2O)2]·5H2O(5)[Zn(pbda)(2,2'-bpy)](6)[Zn(pbda)(phen)](7)[Co(pbda)(2,2'-bpy)](8)[Co2(pbda)2(phen)2(H2O)2]·H2O(9)。化合物1是一例由二核金属簇和有机配体构筑的纯手性三维配位聚合物网络，并且在三维网络中，具有在一个方向同时含有多种螺旋链的结构特征。化合物2构筑于二核金属簇，再由有机配体连接形成一个含有自插指结构特征的三维配位聚合物。化合物3是一例新颖的2D→3D的具有插指特征的缠结结构，并且是由二核金属簇和有机配体组装形成。化合物4则是一例由有机配体和金属离子形成的，罕见的1D→2D的插指网络，这样的2D插指网络再通过超分子作用力堆积形成三维的超分子网络。化合物5是第一例构筑于八核金属簇的纳米级2D多重层结构。八核钴簇通过H3L配体以双边和四边的形式桥梁形成2D的层状结构，这样的多重层2D结构通过氢键连接形成2D→3D的插指网络。就我们所知，化合物5是第一例由八核钴簇构筑的四重层配合物。化合物6、7和8是同构的，它们具有几乎相同的晶体结构数据，都是包含一维链的左手和右手螺旋结构。而化合物9则是一例具有meso-螺旋结构的一维链，整体表现为3D超分子网络。
杂环化合物;多核金属簇;有机合成;羧酸配体
西南大学
硕士
无机化学
肖冬荣
2015
中文
O626;O621.3
87
2015-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）