五元瓜环及其衍生物与金属离子的配位作用

摘要

本文合成了17种瓜环与金属离子形成的配合物,采用单晶X-射线衍射技术法考察了五元瓜环(Q[5])及其衍生物(Me10Q[5],Q*[5])与各种金属离子的配位作用。　　1、水热合成出 Q[5]与Pb2+和Hg2+的配位化合物。它们的结构表明水溶性有毒金属离子 Pb2+和Hg2+能够与Q[5]螯合形成分子胶囊或分子碗,这些分子胶囊或分子碗能够堆积形成孔道,孔道中包裹着八面体的[PbCl6]4-或四面体的[HgCl4]2-。　　2、在对苯二酚诱导下得到4种 Me10Q[5]/M(I)(M= Na,K,Rb,Cs)配位化合物。它们的结构揭示 Na+或 Cs+被 Me10Q[5]螯合形成分子碗,而 K+或 Rb+被 Me10Q[5]螯合形成分子胶囊。4个配位化合物的结构随碱金属离子半径增大而呈现规律性变化。同时,比较了Me10Q[5]和Q[5]基碱金属离子配合物的晶体结构及Me10Q[5]和Q[6]基碱金属离子配合物的晶体结构。　　3、合成出3种易溶于水及有机溶剂的全取代环己基五元瓜环(Q*[5])与碱土金属离子(Ca2+,Sr2+,Ba2+)的配位化合物。配合物 Q*[5]/Ca2+的结构为不完全封闭的分子胶囊;配合物 Q*[5]/Sr2+的结构为完全封闭的分子胶囊;配合物Q*[5]/Ba2+的结构为开放的分子胶囊,表明碱土金属离子半径在形成封闭或开放的Q*[5]基分子胶囊构型中起重要作用。　　4、合成出8种 Q*[5]/Ln(III)配位化合物。 Q*[5]分别与La(NO3)3、Ce(NO3)3、Pr(NO3)3形成一维超分子链结构;Q*[5]与Nd(NO3)3和Sm(NO3)3形成另一种一维超分子链结构;Q*[5]分别与DyCl3、HoCl3、ErCl3形成半开放的分子胶囊。揭示了镧系收缩效应在镧系配合物阶段性结构变化中起到非常重要的作用。　　所有配位化合物都具有一个共同的特点,那就是配位的金属离子半径的大小影响着配位化合物的结构。

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第一章 绪论

1.1 超分子化学

1.2 瓜环化学

1.3 本文研究背景及内容

第二章 五元瓜环对重金属离子的配位作用

2.1 前言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 小结

第三章 十甲基五元瓜环与碱金属离子作用的配合物

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第四章 全取代环己基五元瓜环与碱土金属离子形成的配合物

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 小结

第五章 全取代环己基五元瓜环与稀土离子形成的配合物

5.1 前言

5.2 实验部分

5.3 结果与讨论

5.4 小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

在学研究成果

致谢