基于三蝶烯羧酸衍生物的配位聚合物的合成、结构及性质表征

摘要

配位化合物兼备有机成分易裁剪、易修饰和无机成分具有光、电、磁特性等优点，并在非线性光学，催化剂，化学传感等多种新型功能材料领域都具有潜在的应用价值，因此受到人们广泛的关注。三蝶烯是由三个在空间上互为120°角的苯环构成的，具有刚性结构。三蝶烯及其衍生物具有三个开放式富电子空腔，可被认为是一种π电子堆积受体。结构和性质的特殊性，使得三蝶烯及其衍生物在配位化学领域有着广泛的发展前景。本论文使用三蝶烯羧酸衍生物作为构筑单元，引入过渡金属元素和含氮的第二配体，构筑了10种新颖的三蝶烯羧酸配位化合物。主要研究内容和结果如下：
　　1.三蝶烯-2-羧酸(L1)构筑的6种配位化合物的合成、结构及性质表征
　　通过溶剂热合成方法得到6种新颖的配位化合物。化合物1是Co与L1、2,2’-联吡啶构筑的配合物。化合物2是Cu与L1、邻菲罗啉构筑的配合物。这两种化合物均是通过氢键和三蝶烯基团之间的π-π堆积作用，形成3D超分子结构。化合物3是Cu与L1、4,4’-联吡啶构筑的一维直链状配合物。化合物4是有Zn与L1、4,4’-联吡啶构筑的一维折链状配合物。化合物3和化合物4通过苯环的π-π作用形成3D超分子结构。化合物5和化合物6分别是Cd和Zn与L1、1,3-二(4-吡啶基)丙烷构筑的配合物，这两种化合物具有相同的拓扑结构。化合物5和化合物6均属于手性空间群，但这两种化合物的CD光谱显示，化合物5是手性化合物，而化合物6是外消旋体。两种化合物均具有良好的热稳定性和光学性质。
　　2.三蝶烯-2,7-二羧酸(L2)构筑的两种配位聚合物的合成、结构及性质表征通过溶剂热合成方法得到两种配位聚合物。化合物7是Co与L2、1,3-二(4-吡啶基)丙烷构筑的配合物，化合物8是Zn与L2、1,3-二(4-吡啶基)丙烷构筑的配合物，这两种化合物是同构物，具有二维的平面结构。通过热重表征发现，这两种化合物均具有较好的热稳定性，在420℃左右化合物才开始分解。化合物8具有优良的光致发光特性。
　　3.三蝶烯-2,3,6,7,12,13-六羧酸(L3)构筑的两种配位聚合物的合成、结构及性质表征
　　通过溶剂挥发的方法得到两种配位聚合物。化合物9是Ni与L3、4,4’-联吡啶构筑的配位聚合物，化合物10是Co与L3、4,4’-联吡啶构筑的配位聚合物。两种化合物是同构物，具有一维链状结构。

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第1章 绪论

1.1 配位化合物概述

1.2 三蝶烯及其衍生物的配位化合物研究进展

1.3 本学位论文选题的目的与意义

第2章 基于三蝶烯-2-羧酸构筑的配合物合成、结构及其性质表征

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 化合物1~6的X-Ray单晶结构解析

2.4 化合物1~6的结构描述

2.5 化合物1~6的谱学表征与物化性质

2.6 小结

第3章 三蝶烯-2,7-二羧酸配位聚合物的合成、结构及性质表征

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 化合物7、8的X-Ray单晶结构解析

3.4 化合物7、8的结构描述

3.5 化合物7、8的谱学表征与物化性质

3.6 小结

第4章 三蝶烯-2,3,6,7,12,13-六羧酸配位聚合物的合成、结构及性质表征

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 化合物9、10的X-Ray单晶结构解析

4.4 化合物9、10的结构描述

4.5 化合物9、10的谱学表征与物化性质

4.6 小结

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

附录 化合物的原子坐标、键长和键角表

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