具有多孔结构的羧酸配合物的合成、表征及性质研究

摘要

近十几年来国内外的许多研究小组在羧酸类配合物的设计、合成和应用开发上进行了不断深入的研究。但目前的研究多集中在刚性羧酸配体，而对于含有柔性链的羧酸配体的配位聚合物的设计合成、结构与性能研究报道甚少。
　　含有柔性链的羧酸配体，其中的苯甲酸上的羧基为刚性基团，是形成具有骨架多孔配合物的优良配体，而其中与苯环相连的氧烷基羧酸链含有柔性基团，具有空间构型多变、可塑性强等特性，这些结构上的独特性质决定了含有柔性链的羧酸配体在配位聚合物中的特殊地位。本文设计合成了一系列含有柔性链的刚性羧酸配体，与过渡金属离子进行自组装作用，以期形成具有多孔结构的配合物。具体研究工作总结如下：
　　1.以3,5-二羟基苯甲酸、对羟基苯甲酸、对羟基苯甲醛、邻羟基苯甲醛、对氨基苯甲酸、5-羟基间苯二甲酸、水合肼、溴丙酸、溴乙酸等为原料，合成了七种羧酸配体:3,5-二羧基甲氧基-苯甲酸(L1);5-羧基甲氧基-间苯二甲酸(L2);4-羧基甲氧基-苯甲酸(L3);4-(4-羧基甲氧基-亚苄基胺)苯甲酸(L4);4-羧基甲氧基苯甲醛缩水合肼双希夫碱(L5);4-(2-羧基甲氧基-亚苄基胺)苯甲酸(L6);2-羧基甲氧基苯甲醛缩水合肼双希夫碱(L7)。采用核磁共振波谱、红外光谱、X-射线单晶衍射等手段对合成的配体进行了表征。
　　2.采用自然挥发法、水热合成法、乙醚扩散等方法，利用上述设计合成的七种羧酸配体(L1~L7)与过渡金属离子(Cd2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+、Co2+、Mn4+、Ag+、Fe3+等)进行配合物的合成，通过改变配体与金属离子的比例、反应温度、pH值、溶剂、加入第二配体(对氨基苯甲酸、间氨基苯甲酸、1,10-菲罗啉、4,4-联吡啶、1,3,5-均苯三甲酸、3,5-吡啶二羧酸)等方法，尝试合成具有多孔结构特征的配位聚合物。利用红外光谱法对配合物进行了表征，利用 X-射线单晶衍射对得到的三个由第二配体氨基苯甲酸(ABA)构筑的配合物：[Cd(H2O)(p-ABA)2]·2(H2O)(配合物1)、[Ag2(p-ABA)2]n(配合物2)、[Ag(m-ABA)(m-HABA)]（配合物3），一个由1,10-邻菲啰啉(1,10-phen)构筑的配合物[Cd4(NO3)2(1,10-phen)8]6+·6(OH)-·26(H2O)(配合物4)的晶体结构进行了表征，并且对配合物(1)、配合物(2)的热稳定性进行了考察。
　　3.对两个由甲基紫精参与组装的具有多孔结构特征的均苯三酸-镉(Ⅱ)配位聚合物的作用模式、热稳定性和吸附性能进行了考察。

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第一章 前言

1.1羧酸配体简介

1.2含有柔性链的芳香羧酸类金属配合物的研究概况

1.3 1,3,5-均苯三甲酸的配位聚合物的研究进展

1.4 配合物的合成方法

1.5 气体吸附理论的简介

1.6 本文工作

第二章 羧酸配体的合成与表征

引言

2.1 实验仪器及试剂

2.2 配体的合成路线

2.3配体的合成方法

2.4结果与讨论

2.5本章小结

第三章 配合物的合成与表征

引言

3.1实验仪器及试剂

3.2 配合物的合成方法

3.3 结果与讨论

3.4本章小结

第四章1,3,5-苯三甲酸-镉(Ⅱ)多孔配位聚合物的性质考察

引言

4.1 实验仪器及主要试剂

4.2 均苯三甲酸、过渡金属离子和甲基紫精自组装配合物的合成

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 总结

参考文献

附录一：配体L2、L3、L4、L5、L6、L7的红外谱图

附录二：硕士期间发表论文目录

致谢