四卤素取代二元羧酸超分子化合物的合成及结构表征

摘要

本论文通过利用晶体工程的合成策略，以四卤素取代苯二甲酸有机主配体作为构筑模块在适当条件下与不同含氮杂环化合物通过自组装得到了一系列具有结构新颖的超分子化合物(Supramolecular complexes)。这里我们重点研究了四卤素取代苯二甲酸在构筑超分子化合物时的行为习惯和性质，以及不同取代基团、合成条件以及分子间弱作用对超分子化合物结构影响的规律。
　　首先，在第二章中，以2，3，5，6-四氟对苯二甲酸(H2Tfbdc)作为主配体，成功构筑了十六个具有三维网络结构的超分子化合物1-16。这十六个化合物中都存在着较强的C-H…F氢键，由于C-H…F氢键的作用力下，使得化合物中四氟对苯二甲酸羧酸基团相较于苯环平面发生了10°左右的弯曲二面角，同时在化合物3，4，5中水分子在构筑化合物方面起到了非常重要的作用。
　　另外，在第三章中以2，3，4，5-四氯邻苯二甲酸(H2tcpH)作为构筑单元，与含氮杂环化合物成功构筑了八个化合物，除了化合物19是在溶剂热条件下合成的，其余的化合物都是通过室温溶剂挥发法合成的，在这些化合物中17-21这五个化合物中出现TypeⅠ和TypeⅡ的两种Cl…Cl相互作用，其他的几个化合物中存在着不同的含Cl的弱氢键，他们通过这些相互作用成功构筑成了三维网络结构。
　　除此之外，第四章中以2，3，5，6-四溴对苯二甲酸(H2Tbta)作为主配体与系列的含氮杂环化合物在室温挥发条件下进行组装合成了八个三维的超分子化合物。在这个八个化合物中，化合物25中存在着π-π堆积相互作用，使这个化合物形成三维网络结构，另外化合物26和27中存在着O-H…Br和C-H…Br氢键，就是这种弱相互作用使该化合物延展至三维网络结构。
　　在本论文中，不仅对这些化合物进行了红外、热重测试以及化合物的晶体结构的分析，并研究了在这些化合物中存在的结构单元超分子合成子，对其超分子结构进行分析，同时也丰富了类似有机羧酸与含氮配体超分子化学的研究。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 超分子化学简介

1．2 超分子化学的理论基础和应用研究

1．3 超分子化合物的设计与合成

1．3．1 原料的选择

1．3．2 超分子化合物的合成策略

1．3．3 超分子化合物的合成方法

1．4 超分子化合物的前景展望

第二章：2，3，5，6-四氟对二苯甲酸超分子化合物的合成及结构表征

2．1 引言

2．2 超分子化合物的合成及结构解析

2．2．1 实验所用的主要化学药品

2．2．2 超分子化合物1-16的合成

2．2．3 化合物1-16的数据收集和结构解析

2．3 化合物1-16的结构分析

2．3．1 化合物[(C4H4N2O2)2·(C8H2F4O4)](1)

2．3．2 化合物[(C5H6N2O2)2·(C8H2F4O4)](2)

2．3．3 化合物[(C6H10N3+)2·(C8F4O42-)·2H2O](3)

2．3．4 化合物[(C6H10N3O2+)2·(C8F4O42-)·H2O](4)

2．3．5 化合物[C9H11N2+)2·(C8F4O42-)·2H2O](5)

2．3．6 化合物[(C7H8N3+)2·(C8F4O42-)](6)

2．3．7 化合物[(C5H9N2+)·(C8HF4O4-)](7)

2．3．8 化合物[(C6H5N2+)·(C8HF4O4-)](8)

2．3．9 化合物[(C6H8N2)·(C8H2F4O4)](9)

2．3．10 化合物[(C4H8N5+)2·(C8F4O42-)](10)

2．3．11 化合物[(C9H10N5+)2·(C8H2F4O4)·(C8F4O42-)](11)

2．3．12 化合物[C8H9N2+)3·(C8HF4O4-)3](12)

2．3．13 化合物[(C10H16N42+)·(C8HF4O4-)2](13)

2．3．14 化合物[(C5H8N3O+)2·(C8F4O42-)·(C8H2F4O4)·2H2O](14)

2．3．15 化合物[(C16H20N42+)·(C8HF4O4-)2·2H2O](15)

2．3．16 化合物[(C16H20N42+)·(C8HF4O4-)2](16)

2．4 化合物1-16的热重分析

2．5 本章小结

第三章 2，3，4，5-四氯邻苯二甲酸超分子化合物的合成及结构表征

3．1 引言

3．2 超分子化合物的合成及结构解析

3．2．1 实验所用的主要化学药品

3．2．2 化合物17-24的合成

3．2．3 化合物17-24的晶体数据收集和结构解析

3．3 化合物17-24的晶体结构分析

3．3．1 化合物[(C12H9N2+)·(C8HO4Cl4-)·(C8H2O4Cl4)·(CH3OH)](17)

3．3．2 化合物[(C2H5N4+)·(C8HO4Cl4-)](18)

3．3．3 化合物[(C16H20N42+)·(C8O4Cl4-)](19)

3．3．4 化合物[(C4H6N3+)·(C8HO4Cl4-)](20)

3．3．5 化合物[C2H10N22+)·(C8HO4Cl4-)2](21)

3．3．6 化合物[(C5H8ON3+)2·(C8O4Cl42-)·2H2O](22)

3．3．7 化合物[(C16H20N42+)·(C8O4Cl42-)·H2O](23)

3．3．8 化合物[(C7H7N2+)·(C8HO4Cl4-)·H2O](24)

3．4 化合物17-24的热重分析

3．5 本章小结

第四章 2，3，5，6-四溴对二苯甲酸超分子化合物的合成及结构表征

4．1 引言

4．2 超分子化合物的合成及解析

4．2．1 本章实验所用的主要化学药品

4．2．2 化合物25-32的合成方法

4．2．3 数据收集和结构解析

4．3 化合物25-32的结构分析

4．3．1 化合物[(C6H6N3+)2·(C8Br4O42-)·(C8H2Br4O4)](25)

4．3．2 化合物[(C7H7N2+)2·(C8Br4O42-)·(C8H2Br4O4)·2H2O](26)

4．3．3 化合物[(C9H8NO+)2·(C8Br4O42-)·3H2O](27)

4．3．4 化合物[(C12H7N3O2)2·(C8H2Br4O4)](28)

4．3．5 化合物[(C4H4N2O2)2·(C8H2Br4O4)·2H2O](29)

4．3．6 化合物[(C5H9N2+)2·(C8Br4O42-)·(C8H2Br4O4)2](30)

4．3．7 化合物[(C5H9N2+)2·(C8Br4O42-)](31)

4．3．8 化合物[(C6H5N2+)2·(C8Br4O42-)·(C8H2Br4O4)](32)

4．4 化合物25-32的热重分析

4．5 本章小结

全文结论

参考文献

附录

致谢

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