含N羧酸和柔性二咪唑配体配位聚合物的合成和晶体结构研究

摘要

本文设计并合成了未见报道的一系列柔性含氮有机羧酸配体H2L1、H2L2、H2L3和H3L4(结构如下图所示)，另采用刚性的2,3-吡啶二甲酸(H2L5)，利用它们与柔性双咪唑中性配体1,4-二(1-咪唑基)丁烷(bbi)和金属离子Zn(Ⅱ)或Cd(Ⅱ)，在水热条件下反应，合成了10种含有金属(簇)的缠结网络化合物，系统地研究了它们的结构。为了探索阴离子和金属离子对形成配位聚合物结构的影响，我们利用同一种柔性配体bbi与上述五种有机羧酸，合成了10种新型化合物：[Zn2(L1)2(bbi)2]·H2O(1)、[Cd2(L1)2(bbi)2]·H2O(2)、[ZnL2(bbi)]·H2O(3)、[CdL2(bbi)0.5](4)、[ZnL3(bbi)]·H2O(5)、[CdL3(bbi)0.5]·2H2O(6)、[Zn(HL4)2(bbi)](7)、[Cd2(HL4)2(bbi)]·3H2O(8)、[ZnL5(bbi)](9)和[Cd2(L5)2(bbi)]·4.5H2O(10)。
　　 H2L1
　　 H2L2
　　 H2L3
　　 H3L4
　　 H2L5
　　 化合物1-7和9为二维层状结构，化合物8和10为三维结构。其中1和2为同构，都是2D到2D的平行互穿结构。3为2D结构通过分子间氢键连接成3D超分子网络。4为包含聚轮烷和聚索烃的2D到2D的平行互穿。5为2D到3D的平行互穿结构。6为罕见的2D自穿插网络。7和9为(4,4)连接的二维波浪层状结构。8为(3,4)混连接的(42.6.123)(42.6)拓扑三维网络结构。10为dia的三重互穿网络结构。
　　 所有化合物的晶体结构都通过单晶X-射线衍射确定。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

1.1 概述

1.2 配位聚合物的结构

1.2.1 一维链间的互穿

1.2.2 二维网络的互穿

1.2.3 三维网络的互穿

1.3 含柔性配体的配位聚合物的研究进展

1.3.1 咪唑基配体的研究进展

1.3.2 羧酸阴离子的研究进展

1.4 配位聚合物的拓扑网络结构

1.5 配位聚合物的合成方法

1.6 本课题的选题目的和意义

1.7 本课题的主要结果

第二章 实验部分

2.1 试剂及药品

2.2 仪器

2.3 本论文中性配体bbi的结构及构象

2.4 本论文中所涉及的羧酸配体的结构

第三章 新型含N羧酸和柔性二咪唑构筑的锌(Ⅱ)和镉(Ⅱ)配位化合物的合成

3.1 引言

3.2 制备与合成

3.2.1 中性配体(bbi)的合成

3.2.2 有机羧酸H2L1～H3L4的合成

3.2.2 配合物的合成

3.2.3 配合物的表征

3.3 X-射线衍射数据的收集及结构解析与精修和晶体学数据

第四章 新型含N羧酸和柔性二咪唑构筑的锌(Ⅱ)和镉(Ⅱ)配位化合物的结构

4.1 化合物1-10的结构描述及讨论

4.1.1 [Zn2(L1)2(bbi)2]·H2O(1)的晶体结构

4.1.2 [Cd2(L1)2(bbi)2]·H2O(2)的晶体结构

4.1.3 [ZnL2(bbi)]·H2O(3)的晶体结构

4.1.4 [CdL2(bbi)0.5](4)的晶体结构

4.1.5 [ZnL3(bbi)]·H2O(5)的晶体结构

4.1.6 [CdL3(bbi)0.5]·2H2O(6)的晶体结构

4.1.7 [Zn(HL4)2(bbi)](7)的晶体结构

4.1.8 [Cd2(HL4)2(bbi)]·3H2O(8)的晶体结构

4.1.9 [ZnL5(bbi)](9)的晶体结构

4.1.10 [Cd2(L5)2(bbi)2]·4.5H2O(10)的晶体结构

4.2 结果与讨论

4.2.1 中性配体的影响

4.2.2 羧酸阴离子的影响

4.2.3 金属离子的影响

第五章 结论

参考文献

附表

致谢

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