偶氮苯羧酸—金属杂化构建的超分子化合物的合成、结构与性质研究

摘要

无机一有机杂化构建的超分子化合物集理论基础与应用基础研究于一体,是沟通无机和有机超分子研究的桥梁,具有广阔的研究空间和潜在的应用价值。目前,这一领域已经成为无机化学、晶体化学和材料化学等学科的前沿课题。由于以氧、氮配位的超分子化合物具有新颖的拓扑结构,且能表现出其独特的物理、化学性质,故关于含氧、含氮配位的超分子化合物的设计、合成及性质的研究在催化、光电、医药、磁性及多孔材料等方面应用十分活跃,处于高速发展时期。
　　 以金属离子和适当的含氧、含氮有机配体为基础,通过自组装有望得到具有预期结构和性质的超分子化合物。本论文采用常规水溶液合成方法使含氧、含氮有机配体分别与过渡金属离子(Co2+,Eu2+,Zn2+)合成了4个尚未见报道的化合物,并通过红外、元素分析和X-射线单晶衍射等手段对其进行了表征。比较系统地研究了它们的晶体结构,并对部分配合物进行了热稳定性及荧光性质的研究。主要研究结果如下:
　　 利用3,3’,4,4’-偶氮苯四甲酸(ABTC)和1,10-邻菲哕啉(Phen)有机配体与过渡金属离子(Co2+,Eu2+,Zn2+)在常规水溶液条件下,成功得到了4个配位聚合物1-4,它们有的通过氢键构筑成了二维层状空间结构。
　　 {[Co(phen)(H2O)3]2(ABTC)}·2H2O1
　　 [Co(phen)2(H2O)2](ABTC)·5H2O2
　　 [Eu(phen)3](ABTC)·1.5H2O3
　　 ｛[Zn(phen)3][Zn(ABTC)3(H2O)3]｝·2.5H2O4
　　 化合物1和2是由Co2+和配体(ABTC)、1,10-邻菲哕啉构筑的金属.有机骨架化合物。化合物1中ABTC作为骨架将上下两个由Co2+和一个1,10-邻菲哕啉和三个水分子形成的单元连接在一起,并通过氢键相结合,形成一个2-D层状结构的超分子体系。化合物2和1在元素组成上是完全一样的,然而它们在晶体结构上差异很大。化合物2中ABTC游离于以Co2+与两个1,10-邻菲哕啉和两个水分子配位所形成的单元周围,也是通过氢键作用力构建成的超分子体系。化合物3和2相似之处在于其配体ABTC也游离于以Eu2+与三个1,10-邻菲哕啉配位的单元周围,它的空间构型是漂亮的梅花瓣形,以氢键作用的ABTC环绕其周围。化合物4中有两种类型的Zn2+,一种Zn2+与三个1,10-邻菲哕啉形成六配位的八面体结构,另一种Zn2+与三个ABTC和三个水分子形成一个九配位的多面体结构,配体ABTC与ABTC间氢键的相互作用,进一步增强了此化合物的稳定性。化合物1和4都是通过O-H…O和O-H…N氢键作用形成的超分子化合物。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 无机-有机杂化化合物的研究进展

1.2 配位化合物的分类

1.2.1 含氧羧酸类配位聚合物

1.2.2 含氮杂环类配位聚合物

1.2.3 杂环羧基类配位聚合物

1.3 选题意义

第二章 以中心金属Co(Ⅱ)、Eu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)离子构筑的超分子化合物的合成、结构及性质的研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验仪器及试剂

2.2.2 配位化合物1的合成方法

2.2.3 配位化合物2的合成方法

2.2.4 配位化合物3的合成方法

2.2.5 配位化合物4的合成方法

2.2.6 配位化合物1结构的测定

2.2.7 配位化合物2的结构的测定

2.2.8 配位化合物3结构的测定

2.2.9 配位化合物4结构的测定

2.3 结构与讨论

2.3.1 {[Co(phen)(H2O)3]2(ABTC)}·2H2O晶体的结构

2.3.2 {[Co(phen)2(H2O)2](ABTC)·5H2O晶体的结构

2.3.3 [Eu(phen)3](ABTC)·1.5H2O晶体的结构

2.3.4 {[Zn(phen)3][Zn(ABTC)3(H2O)3]}·2.5H2O晶体的结构

2.4 表征

2.4.1 化合物1的热重分析

2.4.2 化合物1的红外分析

2.4.3 化合物1的荧光分析

2.5 小结

参考文献

致谢