氮杂芳环类配体及其配位聚合物的合成与结构研究

摘要

配位聚合物因其独特的结构特点及其在催化、气体吸附、非线性光学材料等方面具有潜在的应用价值而成为研究的热点之一。本论文以氮杂芳环配体为研究对象，合成了2，2’-联吡啶-4，4’-二羧酸、N-（吡啶基）异烟酸酰胺、3，3’-（4-胺基甲酰基吡啶）-2，2’-联吡啶-3-甲酸、N2，N7-双-（2-氨基吡啶）-2，7-萘二磺酸胺、对苯二甲醛缩2-氨基噻唑、水杨醛缩2-氨基噻唑、水杨醛缩2-氨基吡啶和三聚氰胺六乙酸等八个氮杂芳环类配体，并在水热条件下，尝试了这些配体与二价金属离子合成配位聚合物的研究。 以带有柔性连接臂的1，3-二（4-吡啶）丙烷（bpp）为中性配体，1，6-萘二磺酸根（nds2-）为抗衡离子，采用溶剂热法，优化相应的合成条件，成功获得了中心离子为Co2+的配位聚合物，经过X-ray单晶衍射确定其结构，相应的结构式为[Co（bPP）2（H2O）2]n·n（1，6-nds）·7nH2O。结构解析表明该配位聚合物属于单斜晶系，空间群为P21/n，晶胞参数为a=12.56800（10）A，b=19.7570（2）A，c=17.0510（2）A，α=90°，β=97.8230（4）°，γ=90°。在该结构中，1，6-萘二磺酸根作为抗衡离子，Co2+采用八面体配位模式，配位原子是四个独立的bpp分别提供的四个N原子和两个水分子提供的O原子。晶胞中还存在七个结晶水分子。采用类似方法，还成功获得了中心离子为Cd2+的配位聚合物，经过X-ray单晶衍射确定其结构，相应的结构式为[Cd2（bpp）3Cl4]n.nH2O。结构解析表明该配位聚合物属于单斜晶系为三斜晶系，空间群为P1，晶胞参数为a=9.5040（3）A，b＝11.7820（3）A，c＝18.3990（5）A，α=92.9730（9）°，β=98.5090（9）°，γ=92.7320（10）°。在该单元结构中，Cd2+采用八面体配位模式，配位原子为两个氯离子和四个独立的bpp分别提供的四个N原子，最终形成三维网络结构。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1配位聚合物的研究

1.1按空间结构分类

1.2按配体不同分类

1.3影响配位聚合物的影响因素

1.4配位聚合物的应用前景

1.5本课题的创新之处

第二章实验部分

2.1实验药品、仪器、方法及配体

2.1.1实验药品及仪器

2.1.2实验方法及反应条件

2.1.3配位聚合物的结构表征和分析测试方法

2.1.4本论文所涉及的含氮芳杂环配体、萘二磺酸类配体及中性配体

2.2实验步骤部分

2.2.1含氮芳杂环类配体的合成

2.3配位聚合物的合成

2.3.1 2,2’-联吡啶-4，4’-二羧酸配位聚合物合成

2.3.2 N-(吡啶基)异烟酸酰胺配位聚合物合成

2.3.3 3’-(4-胺基甲酰基吡啶)-2，2’-联吡啶-3-甲酸配位聚合物的合成合成

2.3.4 N2，N7-双-(2-氨基吡啶)-2,7-萘二磺酸胺配位聚合物的合成

2.3.5萘二磺酸类配位聚合物的合成

2.3.6三聚氰胺六乙酸配位聚合物的合成

2.4配位聚合物晶体合成的具体步骤

2.4.1晶体Co(ClO4)2-1,6-nds-bpp-H2O的合成

2.4.2晶体CdCl2.2.5H2O-bpp-H2O的合成

第三章结果与讨论

3.1配体的合成

3.1.1 2，2’-联吡啶-4，4’-二羧酸的合成

3.1.2 N-(吡啶基)异烟酸酰胺的合成

3.1.3 3’-(4-胺基甲酰基吡啶)-2，2’-联吡啶-3-甲酸的合成

3.1.4 N2，N7-双-(2-氨基吡啶)-2,7-萘二磺酸胺的合成

3.1.5对苯二甲醛缩2-氨基噻唑的合成

3.1.6水杨醛缩2-氨基噻唑的合成

3.1.7水杨醛缩2-氨基吡啶的合成

3.1.8三聚氰胺六乙酸的合成

3.2谱图分析

3.2.1 2，2’-联吡啶-4，4’-二羧酸的谱图分析

3.2.2 N-(吡啶基)异烟酸酰胺的谱图分析

3.2.3 3’-(4-胺基甲酰基吡啶)-2，2’-联吡啶-3-甲酸的谱图分析

3.2.4 N2，N7-双-(2-氨基吡啶)-2,7-萘二磺酸胺的谱图分析

3.2.5对苯二甲醛缩2-氨基噻唑的谱图

3.2.6水杨醛缩2-氨基噻唑的谱图

3.2.7水杨醛缩2-氨基吡啶的谱图

3.2.8三聚氰胺六乙酸的红外谱图

3.2.9晶体[Co(bpp)2(H2O)2]n·n(1，6-nds)·7nH2O的红外谱图

3.2.10晶体CDCl2.2.5H2O-bpp-H2O的红外谱图

3.3晶体结构解析

3.3.1晶体1[Co(bpp)2(H2O)2]n.n(1，6-nds).7nH2O单晶衍射分析

3.3.2晶体2[Cd2(bpp)3Cl4]n.nH2O的单晶衍射分析

附录

参考文献

硕士期间发表的文章

致谢