基于吡唑配体的笼状配合物的发光性质和超微孔MOFs的气体吸附性质研究

摘要

通过超分子自组装技术可以得到结构新颖、性质独特的功能配合物材料，例如金属有机框架材料(MOFs)，发光配合物等等。在本论文的工作中，在主客体作用化学的思路下，我们着力于利用含有吡唑基官能团的双吡唑、双吡唑羧酸双官能团、单吡唑羧酸双官能团的半刚性配体，在溶剂热条件下与Cu(I)和Cd(II)反应合成出能够包囊芳香客体分子的具有光致发光性质的寡聚笼状配合物和具有气体吸附分离性质的多孔金属有机框架材料(MOFs)。
　　一方面，利用噻吩基桥联的双吡唑配体H2L1与具有d10电子构型的Cu(I)反应能够得到具有6.8×7.0×7.0?3大小空腔的六核笼状配合物：配合物1-17，该空腔可以容纳下一个与苯环差不多大小的平面芳香分子。在这样一个主客体(Host-Guest，H-G)体系中，可以通过改变苯环上取代基以改变配合物的晶体结构和堆积方式，以及主客体间的相互弱作用来达到对整个笼状配合物发光性质的微调。
　　另一方面，合成了具有羧基或氰基的通过苯基桥联的联吡唑双官能团配体，在大量实验条件探索之后，得到基于这类配体形成的寡聚双核环状结构配合物18-20，其配体上吡唑N-H质子并未脱去，原因是第二官能团的引入导致反应体系的酸碱度很难控制；配合物21是通过分步合成的方法得到的Cu···Cu距离只有2.8?的二维层状配位聚合物，通过分步合成的方法能够得到吡唑N-H质子脱去的维数更高的配合物，这为后面合成维数更高、结构更复杂的配合物提供经验。
　　并且，利用苯基桥联的单吡唑羧酸双官能团配体H2L7和H2L8，与Cd2+金属离子反应生成得到同构且具有wuy拓扑网络结构的超微孔MOFs材料ROD-1和ROD-99，其中ROD-99的方形孔道中存在着ROD-1中没有的S原子功能位点，并且对CO2的吸附焓随着吸附量的增加而增加，并且ROD-99中的R-S-R功能位点为CO2的吸附提供了额外的作用力,并对CO2/N2、CO2/CH4等混合气体体系具有一定的分离能力，在烃类储存与分离存在潜在研究价值。

目录

声明

第一章 前言

1.1 配位超分子化学简介

1.2 配位超分子体的构筑策略

1.3 配合物的发光性质研究

1.4 金属有机框架材料(MOFs)

1.5 本论文的选题目的和意义

参考文献

第二章 噻吩基双吡唑乙基笼状配合物

2.1 引言

2.1 实验试剂和仪器

2.2 配体的合成

2.3 噻吩基双吡唑乙基六核笼状配合物的合成

2.4 配合物晶体结构表征、发光光谱测定及其表征

2.5 配合物的表征

2.6 配合物的晶体结构分析

2.7 配合物发光性质的研究

2.8 小结

附录一

参考文献

第三章 桥联型双吡唑配体的设计、合成及双核环状配合物

3.1 引言

3.2 实验试剂和仪器

3.3 配体的合成及表征

3.4 双吡唑二核环状配合物的合成

3.5 配合物晶体结构表征以及结果讨论

3.6 双吡唑自穿插二维层状配合物

3.7 小结

附录二

参考文献

第四章 基于超微孔MOFs材料的气体吸附分离研究

4.1 引言

4.2 配体及配合物的合成

4.3 配合物的单晶测定及其性质测定的条件

4.4配合物的结构表征及性质研究

4.5 ROD-1与ROD-99对烃类气体的吸附

4.6 小结

附录三

参考文献

第五章 总结与展望

发表论文

致谢