磺基苯甲酸钛配合物的合成、结构及催化性质研究

摘要

一直以来，配合物以其结构的多样性和功能的新颖性而备受关注。本论文用Ti(Ⅳ)盐、磺基苯甲酸(sb)及含氮配体为原料合成了一系列含氧桥键多核钛金属配合物和一系列不含金属的复合物，共得到了15个新的化合物。所有这些新物质均用单晶衍射和红外进行了表征，其中有7个钛金属配合物进一步用元素分析、热重、紫外、荧光和粉末衍射进行了表征。同时，这7个配合物被用作催化剂研究了苯甲硫醚的催化氧化反应。本论文着重研究了不同结构和性质的钛金属配合物，主要分为以下三个方面:
　　1.选用邻、间、对磺基苯甲酸(sb)，2，2'-联吡啶(2，2'-bipy)及其衍生物(mbipy)作为含氮配体，得到到了5个八核钛配合物[Ti8(O)11(2-sb)2(2,2'-bipy)6(H2O)10]·Cl·5OH·28H2O(1),[Ti8(O)11(3-sb)2(2,2'-bipy)6(H2O)10]·Cl·(3-sb)·3(3-Hsb)·16H2O(2),[Ti8(O)11(4-sb)2(2,2'-bipy)6(H2O)10]·2Cl·4OH·CH3OH·23H2O(3),[Ti8(O)11(4-sb)2(mbipy)6(H2O)10]·2(4-Hsb)·4OH·24H2O(4),[Ti8O12(mbipy)6(H2O)12]·nH2O(5)和一个双核钛配合物Ti2OCl6(2，2'-bipy)2(6)。配合物1-4均为阴阳离子型钛配合物，以sb2-(Hsb-)或Cl-或OH-作为抗衡阴离子。对1-4，6均进行了元素分析、红外光谱、热重分析、紫外光谱、荧光光谱、粉末衍射表征及苯甲硫醚催化氧化性质的研究。从催化氧化效果看，八核钛配合物作为均相催化剂，具有较好的催化效果。催化剂用量少，转化率和对亚砜的选择性均在95％以上，而且达到此效果的反应时间均在二十分钟之内。由于配合物5极其不稳定，放置在空气中立即变成白色粉末，故没有对其做进一步的研究。
　　2.选用邻，间磺基苯甲酸(sb)及1，10-邻菲罗啉(1，10-phen)作为含氮配体，得到了2个八核钛配合物[Ti8(O)12(2-sb)n(phen)6(H2O)6]·nH2O·nCH3OH(7)，[Ti8(O)12(3-Hsb)4(3-sb)2(phen)6(H2O)6]·4H2O·4CH3OH(8)和1个单核钛配合物TiCl2(phen)(OCH2CH3)2·H2O(9)。对配合物8和9进行了元素分析、红外光谱、热重分析、紫外光谱、荧光光谱、粉末衍射表征及苯甲硫醚催化氧化性质的研究。由于配合物7很难得到理想的晶型，在母液中放置两天变成白色固体，故没有对其做进一步的研究。
　　3.在合成钛配合物的过程中，意外得到了一系列不含金属的复合物:[(phenH)(2-msb) H2O](10),[(2-sb)3(Hdpa)4(H2O)5](11),[(bpeH2)(3-Hsb)2](12),[(4-HsbK)(4-Hsb)(phenH)]·H2O(13),[(4,4'-bipyH2)(4-msb)2](14),[4-sbK]n(15)。对这几个复合物的结构、合成过程和红外进行了分析。

目录

声明

致谢

摘要

主要配体结构及简称

第一章 绪论

1．1 配位化学的简介

1．1．1 配位化学发展史

1．1．2 广义配位化学-超分子化学

1．1．3 配合物的合成方法

1．2 钛金属配合物的研究进展

1．2．1 钛金属配合物储气功能的应用

1．2．2 钛金属配合物在医药领域的应用

1．2．3 钛金属配合物在催化方面的应用

1．3 磺基苯甲酸的主要配位方式

1．3．1 2-磺基苯甲酸的主要配位方式

1．3．2 3-磺基苯甲酸的主要配位方式

1．3．3 4-磺基苯甲酸的主要配位方式

1．4 本论文的研究思路与意义

第二章 试剂、仪器和测试方法

2．1 实验试剂

2．2 实验仪器

2．3 实验方法

2．3．1 合成方法

2．3．2 实验测试方法

第三章 磺基苯甲酸／2，2’-bipy及其衍生物钛配合物的结构、表征和催化性质

3．1 配合物1-6的合成

3．2 结果与讨论

3．2．1 合成

3．2．2 晶体结构的分析

3．3 性质分析

3．3．1 红外谱图分析

3．3．2 热重分析

3．3．3 紫外分析

3．3．4 荧光分析

3．3．5 XRD分析

3．4 催化性质

3．4．1 对配合物2的催化效果的初步评估

3．4．2 不同量的催化剂对催化反应的影响

3．4．3 不同量的双氧水对催化反应的影响

3．4．4 不同温度对催化反应的影响

3．4．5 最佳条件下配合物1-4，6的催化效果

第四章 磺基苯甲酸／phen钛配合物的结构、表征和催化性质

4．1 配合物7-9的合成

4．2 结果与讨论

4．2．1 合成

4．2．2 晶体结构分析

4．3 性质分析

4．3．1 红外光谱分析

4．3．2 热重分析

4．3．3 紫外分析

4．3．4 荧光分析

4．3．5 XRD分析

4．4 催化性质

第五章 复合物

5．1 复合物10-15的合成

5．2 结果与分析

5．2．1 晶体结构分析

5．2．2 红外光谱分析

全文总结

参考文献

作者简介及攻读硕士学位期间已发表的论文