联吡啶类柔性和刚性配体作为结构基元的配位聚合物的构筑与结构调控
近年来，运用晶体工程原理构建配位聚合物、超分子配合物等新型高级有序结构分子聚集体逐渐成为当今化学、材料、生物、医学等领域的研究主流和热点课题之一。这不仅因为对此类课题的研究有利于寻找新的结构框架、有利于研究分子框架之间的组装、缠绕、穿插机理、有利于发现新的拓扑结构模型，更重要的是因为对此类课题的研究可拓展新型高级有序结构分子聚集体在微电子、非线性光学、分子选择、离子交换、催化、磁性、生物活性等方面的应用范围。在精心设计和构建各类具有特定结构的功能材料的过程中，分子自组装是一种有效的途径。各个基本构件在反应过程中可通过多分子识别点的相互连接、延展成为整体的超分子框架。本论文在元件组装思想的指导下，以合成具有新颖拓扑结构的功能配位聚合物为目的，主要开展了以下几个方面的工作：综述了超分子化合物的研究历史和发展现状，总结了一些典型的缠绕、穿插结构类型。以联吡啶类配体为分子组件，采用溶液法和扩散法，共合成了6个新颖的配位聚合物：[Cu2(maa)4(bpp)](1)，[Cu3(maa)6(bpp)2](2)，[Cu4(maa)8(bpp)4(H2O)2]·2H2O(3)，[Co(bpp)2(H2O)2]·fum·8H2O(4)，[Cu2(cro)4(bpp)]·H2O(5)，[Cu2(maaa)4(bpe)](6)。在相同反应条件、相同结晶条件下，对双核笼式片段Cu2(maa)4与柔性配体bpp进行摩尔比调控，获得了三种产物(1)～(3)。有趣的是三种配位聚合物虽具有类似的Z字形结构，但节点不同，分别为双核节点、单双核交替节点和单核节点；其中最具代表性的是配合物[Cu4(maa)8(bpp)4(H2O)2]·2H2O(3)的自组装，它是由三条无限链通过氢键的自我识别作用，相互穿插构筑的第一例具有发辫式拓扑结构模型的配位聚合物；常温下，在水溶液中成功制备了主客体配位聚合物[Co(bpp)2(H2O)2]·fum·8H2O(4)，在其主体中存在大量的客体水分子，这些水分子以二酸阴离子为模板形成了首例二维(6，3)网式水层，进而通过氢键识别扩展为三维超分子结构；利用线型双核片断Cu2(cro)4为构筑基元，组装形成了一维配位聚合物[Cu2(cro)4(bpp)]·H2O(5)，其中每四条聚合物链互相缠绕形成包裹有大量水的二聚体一维开放式隧道，通过热分析与X-射线粉末衍射技术，推知该材料属于第二代多孔吸附材料；另外，还对刚性配体进行了初步研究，合成了一维配位聚合物[Cu2(maa)4(bpe)](6)。
超分子化学;晶体工程;分子自组装;联吡啶配体;拓扑结构
西北大学
硕士
无机化学
王尧宇
2005
中文
O641.4;O634;O731
74
2006-12-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）