以金属配体为构筑单元的杂核金属配合物的合成及表征

摘要

近些年来，杂核金属配合物已经引起了化学家们极大的研究兴趣。因为此类化合物拥有许多有趣的拓扑结构以及在催化、气体吸附、荧光、磁性材料等方面的潜在应用。所以，进一步地了解杂核配位化合物的结构与合成的规律以及应用成为化学家们探索的目标。
　　 金属配体构筑的杂核化合物，因为具有结构多样性而受到广泛的关注，而使用席夫碱来合成金属配体是其中的一条重要途径。氨基酸和水杨醛及其衍生物合成的席夫碱，拥有可以提供孤对电子的电负性较强的配位原子（氧原子和氮原子），较强的配位能力及多种多样的配位模式，酰胺基和末端羧基的氧原子可以和其他的金属离子进行配位。
　　 本文使用过渡金属、碱土金属、镧系金属与水杨醛、甘二肽反应，在水-甲醇混合溶液中合成一系列杂核配位化合物。利用元素分析、红外光谱、差热-热重、X-射线多晶粉末衍射分析、X-射线单晶衍射等分析方法对配合物的结构进行表征，探讨配体与铜离子（或镍离子）之间的成键情况。论文工作概述如下:
　　 (1)概括了本文涉及到的席夫碱类配合物的研究进展，提出本课题研究的目的与意义。
　　 (2)设计合成了金属配体[CuL]-，分别与过渡金属的金属盐MnCl2·4H2O、Zn(NO3)2·6H2O、Co(NO3)2·6H2O在水-甲醇混合溶液体系中进行自组装，合成了3个杂核配合物[Mn(CuL)2(H2O)4]·4H2O(1)、[Zn(CuL)2(H2O)4]·4H2O(2)、[Co(CuL)2(H2O)4]·4H2O(3)。三个配合物都是Cu(Ⅱ)-M(Ⅱ)-Cu(Ⅱ)(M:Mn、Zn、Co)杂三核配合物，一个三核分子单元([(CuL)2M(H2O)4])(M:Mn、Zn、Co)通过分子间的氢键连接相邻的分子单元，从而形成一维阶梯状结构([(CuL)2M(H2O)4]n)，一维结构通过未配位水分子的氢键形成二维格子状结构，二维结构中的[CuL]-与相邻的二维结构中的[CuL]-通过氢键作用相间错杂而形成三维结构。
　　 (3)设计合成了金属配体[CuL]-，与碱土金属的金属盐MgSO4在水-甲醇混合溶液体系中进行自组装，合成了杂核配合物[Mg(CuL)2(H2O)4]·4H2O(4)。该配合物是Cu(Ⅱ)-Mg(Ⅱ)-Cu(Ⅱ)杂三核配合物，一个三核分子单元([(CuL)2Mg(H2O)4])通过分子间的氢键连接相邻的分子单元，从而形成一维阶梯状结构([(CuL)2Mg(H2O)4]n)，一维结构通过未配位水分子的氢键形成二维结构。
　　 (4)设计合成了金属配体[CuL]-，分别与镧系金属的金属盐Er(NO3)3·5H2O、Gd(NO3)3·6H2O、Sm(NO3)3·6H2O在水-甲醇混合溶液体系中进行自组装，合成了3个杂核配合物[Er(CuL)2(H2O)3(NO3)]·H2O(5)、[Gd(CuL)2(H2O)3(NO3)]·H2O(6)、[Sm(CuL)2(H2O)3(NO3)]·H2O(7)。三者都是Cu(Ⅱ)-M(Ⅲ)-Cu(Ⅱ)(M:Er、Gd、Sm)杂三核配合物，三核分子单元([(CuL)2M(NO3)(H2O)3])(M:Er、Gd、Sm)通过氢键作用形成了一维链。
　　 (5)设计合成了金属配体[NiL]-，分别与MnCl2·4H2O、Zn(NO3)2·6H2O在水-甲醇混合溶液体系中进行自组装，合成了2个杂核配合物[Mn(NiL)2(H2O)4]·8H2O(8)、[Zn(NiL)2(H2O)4]·8H2O(9)。二者都是Ni(Ⅱ)-M(Ⅱ)-Ni(Ⅱ)(M:Mn、Zn)杂三核配合物，一个三核分子单元([(NiL)2M(H2O)4])(M:Mn、Zn)通过分子间的氢键连接相邻的分子单元，从而形成一维阶梯状结构([(NiL)2M(H2O)4]n)，一维结构通过未配位水分子的氢键形成二维格子状结构，二维结构中的[NiL]-与相邻的二维结构中的[NiL]-通过氢键作用相间错杂而形成三维结构。
　　 (6)对论文工作进行概括总结，并展望下一阶段的工作。