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基于2，2\'，6，6\'-联苯四甲酸配合物的合成、结构和性能研究

作　者: 张灵利
导　师: 李中军；臧双全
学　校: 郑州大学
专　业: 无机化学
关键词: 超分子化学晶体工程多羧酸配体 Schiff碱配合物
分类号: O621.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,按照要求来设计和合成新材料逐渐变的重要起来,在超分子化学和晶体工程领域,这种拥有新颖结构和性质的金属有机配位结构(MOFs)的设计和组装已经激发了化学家的兴趣。迄今为止,我们知道,(MOFs)的构成受到许多因素影响,例如金属离子、有机配体、抗衡离子、溶剂分子和反应混合物的pH值等等。在这些因素中,有机配体的选择是最重要方面之一,配体的结构、刚性、取代和配位模式在最后的结构中造成很大的影响。因此,在各种各样的有机配体中,我们选择多羧酸配体作为多功能有机配体,不仅由于它们完全或者部分去质子跟金属离子形成的多配位模式来构成多样的拓扑结构,而且还由于它们能担任氢键的供体和受体来组装成超分子结构。在本论文中,我们选择2,2’,6,6’-联苯四甲酸(H4bta)作为配体。近几年来,人们对不对称Schiff碱配合物产生了极大的兴趣,因为它具有有独特的抗病毒、抑制细菌生长等生物活性,尤其是它的结构和性质更能引起科学家的兴趣。另外,二十多年来,分子基磁材料显示出了广阔的发展前景,异金属双核配合物的研究在该领域起着非常重要和主导的作用,而有目的获得异多核配合物的有效方法是以“配合物做配体”的方法。鉴于以上原因和从分子设计的观点出发,我们选用Schiff碱配合物乙二胺水杨醛前体CuSaenAc(HSaen=N-salicylaldehyde-1,2-diaminoethane)和2,2’,6,6’-联苯四甲酸通过溶液法反应,生成一种新的配合物,而后我们又用其他有机羧酸与乙二胺水杨醛前体反应,得到了另外两个配合物。因此,在本论文中,我们主要做了以下两部分工作：一、选择2,2’,6,6’-联苯四甲酸(H4bta)作为主配体,2,2’：6’,2"-三联吡啶(Terpy)、邻菲啰啉(phen)、1,3-二(咪唑-1-亚甲基)-苯(m-bix)和4,4’-联吡啶(bpy)作为副配体,通过控制反应条件,分别与铜盐、镍盐、钴盐和镉盐通过水热的方法反应得到六个配合物：[Cu2(Hbta)(Terpy)2(H2O)2]·(NO3)·2H2O(Ⅰ)、[Cu(H2bta)(Terpy)](Ⅱ), [Ni(H2bta)(Terpy)(H2O)]·3H2O (Ⅲ)、[Cu(bta)0.5(phen)]·(H20)2.25 (Ⅳ)、[Co(bta)0.5(m-bix)2]·2H2O (Ⅴ)和[Cd(H3bta)2(bpy)] (Ⅵ)。对比配合物Ⅰ和Ⅱ发现,pH值在配合物自组装的过程中起到了非常重要的作用,在不同的pH值条件下,生成的配合物Ⅰ是一个独立的结构,而配合物Ⅱ具有一维链结构。在相同的实验条件下,通过与不同的副配体和不同的金属盐自组装,我们得到了后四种配合物。x-射线分析表明,Ⅲ和Ⅳ具有不同的一维链,而Ⅴ和Ⅵ展现出三维的配位结构。二、我们用Schiff碱配合物乙二胺水杨醛前体CuSaenAc分别和2,2’,6,6’-联苯四甲酸(H4bta)、2,2’-氧二苯甲酸(H2odba)还有邻苯二甲酸(H2pa)通过溶液法反应得到三种配合物：[(CuSaen)3(Hbta)(H2O)2]·4H2O (Ⅶ) [(CuSaen)2(odba)]·CH3OH (Ⅷ)和[(CuSaen)2(pa)]·2H2O (Ⅸ),配合物Ⅶ和Ⅷ都展现出独立的结构,而配合物Ⅸ具有一维链结构。我们尝试着用Schiff碱配合物乙二胺水杨醛前体CuSaenAc和2,2’,6,6’-联苯四甲酸通过水热法反应得到了另一个配合物[Cu2(bta)(en)2(H2O)2]·8H2O (Ⅹ),配合物X具有二维结构,但是,这个Schiff碱配合物中的C=N断裂,只剩下乙二胺,表明Schiff碱配合物在高温下不稳定。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章前言  10-21
  1.1 引言  10-11
  1.2 配合物的多种结构  11-13
  1.3 Schiff碱配合物的特点及其应用  13-14
  1.4 羧酸类配合物的研究现状  14-16
  1.5 本课题的选题意义及取得的进展  16-18
    1.5.1 选题意义  16-17
    1.5.2 取得的进展  17-18
  参考文献  18-21
第二章基于2,2',6,6'-联苯四甲酸配合物的合成、结构及性能  21-52
  2.1 引言  21-22
  2.2 实验部分  22-26
    2.2.1 配体bipheny-2,2',6,6'-tetracarboxylic acid(H_4bta)的合成  22-23
    2.2.2 试剂与测试仪器  23-24
    2.2.3 配合物的合成  24-26
  2.3 结果和讨论  26-49
    2.3.1 配合物的晶体结构  26-42
    2.3.2 配合物的红外光谱分析  42-43
    2.3.3 配合物的热稳定性分析  43-47
    2.3.4 配体H_4bta及配合物Ⅵ的固态荧光分析  47-48
    2.3.5 配体及配合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的紫外光谱分析  48-49
  2.4 小结  49-50
  参考文献  50-52
第三章 Schiff碱铜单核及其多羧酸基配合物的合成、结构及其性能  52-76
  3.1 引言  52-53
  3.2 实验部分  53-56
    3.2.1 乙二胺水杨醛前体配合物的合成  53-54
    3.2.2 试剂与物理测试  54-55
    3.2.3 配合物的合成  55-56
  3.3 结果和讨论  56-72
    3.3.1 配合物的晶体结构  56-68
    3.3.2 配合物的红外光谱分析  68-69
    3.3.3 配合物的热稳定性分析  69-71
    3.3.4 配体及配合物Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ的紫外光谱分析  71-72
  3.4 小结  72-74
  参考文献  74-76
总结论  76-77
致谢  77-78
攻读硕士学位期间发表和待发表的论文  78

基于2，2\'，6，6\'-联苯四甲酸配合物的合成、结构和性能研究

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