系列由甲氧基苯基取代的咪唑二羧酸组装的金属-有机框架的合成、结构及性能

摘要

近年来，设计和合成新型的配位聚合物已成为配位化学和材料学等领域的热门课题。研究者主要通过对有机配体进行修饰从而影响后续配聚物的结构和性能，其中对咪唑二羧酸类配体的修饰得到了极大的关注。本论文主要对两种新设计的配体:2-(3-甲氧基苯基)-咪唑-4，5-二羧酸(m-H3MOPhIDC)和2-(3，4-二甲氧基苯基)-咪唑-4，5-二羧酸(3，4-H3DMOPhIDC)的配位能力及相关配聚物的合成与性能进行了深入的研究。
　　首先，通过高斯程序对两种自由配体m-H3MOPhIDC和3，4-H3DMOPhIDC的最优化结构以及自然键轨道电荷分布进行计算，预测其配位能力。随后，在水热或溶剂热的条件下，通过微调反应条件:反应温度、反应时间、溶液的pH等，成功制得了15个独特的配聚物，其中1-10是由m-H3MOPhIDC和金属盐自组装而成，11-15是由3，4-H3DMOPhIDC构筑而成。[Sr(m-H2MOPhIDC)2]n(1)是一个具有一维孔道的3D结构。{[Mn3(m-MOPhIDC)2(H2O)6]·4H2O}n(2)是一个拥有笼状次级单元[Mn6(m-MOPhIDC)6]的3D结构。{[Zn3(m-MOPhIDC)2(H2O)6]·4H2O}n(3)是一个以...AAA...的模式堆积而成的3D结构。[Sr(m-HMOPhIDC)(H2O)]n(4)是一个由左右双螺旋链构筑的2D结构。[Cd1.5(m-H2MOPhIDC)(m-HMOPhIDC)(H2O)]n(5)是一个网格状的2D结构。([Cu(m-HMOPhIDC)(phen)]n)(6)和{[Cu2(m-HMOPhIDC)(4，4'-bipy)]}n(7)都是Cu的ID配聚物，不同的是6是直链，而7则是波浪链。[Cd2(m-HMOPhIDC)2(phen)2]n(8)和[Cd2(m-HMOPhIDC)2(2，2'-bipy)2]n(9)的结构相似，都是在强螯合辅助配体作用下形成的一维链。[Co(m-HMOPhIDC)(H2O)2]n(10)是一维链结构。[Sr(3，4-H2DMOPhIDC)2]n(11)是三维的超分子结构，[Cd2(3，4-HDMOPhIDC)2(H2O)4]n(12)和[Ni2(3，4-HDMOPhIDC)2(H2O)4]n(13)是一维波浪链。[Zn(3，4-HDMOPhIDC)(phen)]n(14)和[Co(3，4-HDMOPhIDC)(phen)]n(15)是由一维链通过π...π堆积以及氢键作用构成的三维超分子。研究发现这两种咪唑羧酸配体呈现出种类繁多的配位模式和强的配位能力，这和之前的理论预测符合。
　　最后，对这些配合物进行热重分析以及荧光性能研究。部分聚合物在300℃以上才发生分解，可见这些配聚物在的热稳定性比较高。固体荧光测试表明，除了含有单电子的Mn2+、Cu2+、Co2+的配聚物表现出荧光猝灭外，其它的配聚物都显示了一定的荧光性能。

目录

声明

摘要

本论文中使用的缩写符号及其含义

第一章 前言

1．1 配位聚合物的研究概述

1．2 4，5-咪唑-二羧酸基配聚物的研究现状

1．3 4，5-咪唑-二羧酸衍生物金属-有机框架研究现状

1．4 选题意义和取得的进展

1．4．1 选题意义

1．4．2 取得的进展

参考文献

第二章 由甲氧基苯基咪唑二羧酸构筑的配位聚合物的合成、结构及性能

2．1 实验部分

2．1．1 试剂与测试仪器

2．1．2 晶体结构的测定

2．1．3 量子化学

2．2 配体和配位聚合物1-15的合成

2．2．1 配体m-H3MOPhIDC和3，4-H3DMOPhIDC的合成

2．2．2 配位聚合物1-15的合成

2．3 结果与讨论

2．3．1 量子化学计算

2．3．2 配位聚合物1-15的晶体结构

2．3．3 合成探讨

2．3．4 红外光谱分析

2．3．6 配聚物1-15的热重分析

2．3．7 荧光性质

2．4 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的SCI论文

致谢