由非对称配体构筑的新型配位化合物的合成、结构和性质研究

摘要

本论文利用四种不对称配体(3，4-吡啶二羧酸、2,5-吡啶二羧酸、4,5-咪唑二羧酸和1,2,4-苯三羧酸)与过渡金属离子和镧系金属离子合成新型骨架化合物，研究这类化合物的合成条件及规律，分析网络所属的拓扑类型，考察分子间作用力，配体的几何构型，辅助配体对于整个结构的影响等规律，探究分子自组装原理，探索新类型的拓扑结构，寻找拓扑类型和结构的内部联系，预言新型拓扑和新结构的形成、以及新物质结构和性能间的关系。 利用水热技术和水溶液合成方法，合成了29种新型的金属-有机骨架化合物，通过元素分析，IR，XRPD，TG和单晶X-射线衍射对晶体结构进行了表征，对化合物的热稳定性、磁学特性和荧光性质进行了初步研究。 1.利用3,4-吡啶二羧酸和不同构型的共配体与过渡金属，以及镧系金属在水热条件下反应，成功得到12个不同维数的骨架化合物，其中包括6个由过渡金属构筑的三维网络，3个由过渡金属构筑的二维层状网络，3个由镧系金属构筑的二维层状化合物，并考察了共配体的引入对所得化合物网络拓扑的影响。 2.利用2,5-吡啶二羧酸和镧系金属离子在水热条件下反应，成功得到5个三维的骨架化合物，并考察了所得化合物网络的拓扑类型。 3.利用4,5-咪唑二羧酸和过渡金属离子和镧系金属离子在水热条件下反应，成功得到8个具有不同维数的骨架化合物：[Zn(H2IDC)2(H2O)2]n(18)[Cd(HIDC)(H2O)2]n(19)[Cd(HIDC)(phen]n(20)[Sm(HIDC)(ox)0.5(H2O)](21)[Pr(HIDC)(ox)0.5(H2O)2]·H2O(22)[Sm2(IDC)2(H2O)3]·1.5H2O(23)[Eu2(IDC)2(H2O)3]·1.5H2O(24)[Gd2(IDC)2(H2O)3]·1.5H2O(25)化合物18～20是由H3IDC和d10金属构筑的三维超分子网络。化合物21和22是由H3IDC，草酸配体、和镧系金属离子构筑的二维层状结构，其中化合物21是第一个具有分子双层结构的(3，4)-连接的网络。化合物23～25是由H3IDC和镧系金属离子共同构筑的具有三维开放式骨架的配位化合物，其结构中由二重螺旋链和三重螺旋链共同盘绕而成的一维螺旋股是目前为止由镧系元素参与构筑的最高重的螺旋股。 4.利用不对称三齿羧酸配体1,2,4-苯三羧酸和过渡金属离子构筑了4个不同维数的金属-有机骨架化合物： [Cu2(HBTC)2(H2O)2(μ2-H2O)]·2H2O(26)[Zn2(HBTC)2(H2O)3]n(27)[Ni(BTC)2(4,4'-bpy)2(H2O)5]·1.5H2O(28)[Ni(4,4'-bpy)(H2O)4][Ni(HBTC)2(4,4'-bpy)(H2O)2]·2H2O(29)化合物26显示了新颖的手臂形层状结构，化合物27的三维网络中含有规则的一维隧道。化合物28呈现新颖的螺旋柱撑的三维骨架结构，而化合物29的结构中存在晶体学独立的阴阳离子链。研究了由d10金属构筑的金属-有机骨架化合物的荧光性质和化合物28，29的变温磁化率。

目录

文摘

英文文摘

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第一章前言

1.1配位化合物的研究进展

1.2配位化合物的分类

1.3配位化合物研究热点

1.4配位化合物结构分析方法—网络拓扑分析法

1.5选题依据及目的

1.6实验试剂和测试手段

参考文献

第二章以3，4-吡啶二羧酸构筑的配位化合物的合成、结构及性质研究

2.1引言

2.2由3,4-吡啶二羧酸和过渡金属构筑的三维配位化合物

2.3由3，4-吡啶二羧酸和过渡金属构筑的二维配位化合物

2.4由3，4-吡啶二羧酸和镧系金属构筑的二维配位化合物

2.5小结

参考文献

第三章以2，5吡啶-二羧酸和镧系金属构筑的配位化合物的合成、结构及性质研究

第四章以4,5-咪唑二羧酸构筑的配位化合物的合成、结构及性质研究

第五章以1，2，4-苯三羧酸构筑的配位化合物的合成、结构及性质研究

第六章结论

致谢

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