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吡啶基咪唑啉酮类金属配合物的合成、晶体结构及性能研究

作　者: 张珊珊
导　师: 尹显洪
学　校: 广西民族大学
专　业: 应用化学
关键词: 吡啶基咪唑啉酮 红外光谱分析 热重分析 固体荧光性质
分类号: O626.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


吡啶基咪唑啉酮类金属配合物以其多样的结构类型和其潜在的功能而备受关注。为了研究和讨论吡啶基咪唑啉酮类配体及其配合物的结构与性质关系,本文利用溶液法和水热法合成了四类共12个未见报道的吡啶基咪唑啉酮配合物,通过红外光谱、X-射线单晶衍射等手段较系统地研究了他们的晶体结构,并对配合物（1）5、（9）和（10）进行了热重分析。在室温下,考察了配合物（1）4、（9）、（10）和（12）的固体荧光性质。本论文分为以下四章:绪论部分系统的介绍了配合物的概念、基本性能、发光原理和影响发光的因素,以及吡啶基咪唑啉环类配合物的国内外研究进展。第二章描述了过渡金属与配体Imazapyr合成的一系列配合物的结构及性能。2-（4-异丙基-4-甲基-5-氧代-2-咪唑啉-2-基）烟酸与过渡金属铜、锰、钴、锌、镉和铁盐直接反应得到八个配合物[Cu（Imazapyr）2（H2O）2]（1）、[Mn（Imazapyr）2（H2O）2] （2）、[Co（Imazapyr）2（H2O）2] （3）、[Zn（Imazapyr）2（H2O）2] （4）、[Co（Imazapyr）3] （5）、[Mn（Imazapyr）2]n（6）、[Cd（Imazapyr）2]n（7）、[Fe（Imazapyr）2]n（8）。配合物（1）4结构相似,为异质同晶,属于Orthorhombic晶系,空间群为Pbca,金属离子的配位环境为六配位的八面体构型;配合物（5）为Rhombohedral晶系,空间群为R-3,金属离子的配位环境为六配位的八面体构型;配合物（6）8结构相似,为异质同晶,属于Monoclinic晶系,空间群为P2（1）/n,金属离子的配位环境为六配位的八面体构型。通过X-射线单晶衍射技术测定了它们的晶体结构,并进行了红外光谱分析和部分配合物的热重分析、固体荧光性质研究。配合物（1）5为属于单核配合物,配合物中有丰富的氢键,分子间通过氢键连接成为一维链状结构。配合物（1）4中,中心离子与两个Imazapyr配体通过双齿螯合形式进行配位,同时与两个结晶水分子进行配位,在配合物（5）中,中心离子与三个Imazapyr配体通过双持螯合形式进行配位,Imazapyr中的羧基氧原子没有参与配位,配体作为端基配体进行配位。配合物（6）8属于配位聚合物,每一个Imazapyr配体作为桥联配体与两个不同的金属离子进行配位,一端是吡啶环和咪唑啉环的双齿螯合配位,另一端是羧基氧原子的单齿配位,每一个金属离子在四个不同的方向上与四个Imazapyr配体进行配位。通过对配合物（1）5的热重分析表明,部分配合物有较强的热稳定性,通过对配合物（1）4的荧光分析表明,配合物有良好的荧光性能。第三章描述了过渡金属与配体Imazameth合成的四个配合物的晶体结构及性能研究。2-（4-异丙基-4-甲基-5-氧-2-咪唑啉-2-基）-5-甲基烟酸与过渡金属钴、镍和铜盐直接反应得到四个配合物[Co（Imazameth）3]·0.5DMF·4H2O（9）、[Ni（Imazameth）2（H2O）2]·2C2H6O2（10）、{[Cu2（Imazapyr）2（4,4’-bpy）2]·（CH3OH） （H2O）（ClO4）}n（11）、{[Ni2（Imazapyr）2（4,4’-bpy）]·（CH3OH）（H2O）（ClO4）}n（12）。配合物（9）属于Trigonal晶系,空间群为R-3,金属离子的配位环境为六配位的八面体构型;配合物（10）为Orthorhombic晶系,空间群为Pbcn,金属离子的配位环境为六配位的八面体构型;配合物（11）、（12）结构相似,为异质同晶,属于Monoclinic晶系,空间群为P2（1）/n,金属离子的配位环境为五配位的金字塔构型。通过X-射线单晶衍射技术测定了它们的晶体结构,并进行了红外光谱分析和部分配合物的热重分析、固体荧光性质研究。配合物（9）和（10）为属于单核配合物,配合物（9）中,中心离子与三个配体分子通过双齿螯合的形式进行配位,Imazameth中的羧基氧原子没有参与配位。配合物中有大量的结晶水分子,这些水分子通过氢键作用形成了立方体水簇,每个水簇分子与六个配体分子相连接,通过配合物中丰富的氢键作用,配合物最终被连接成为平面网状结构,在配合物（10）中,中心离子与两个Imazameth配体通过双齿螯合形式进行配位,中心离子还与两个结晶水分子进行配位,Imazameth中的羧基氧原子也没有参与配位,配体作为端基配体进行配位。配合物（11）和（12）属于配位聚合物,每一个Imazameth配体作为桥联配体与两个不同的金属离子进行配位,一端是吡啶环和咪唑啉环的双齿螯合配位,另一端是羧基氧原子的单齿配位,Imazameth配体将金属离子连接成为一维链状结构,4,4’- bipyridine也作为桥联配体与金属离子进行配位,4,4’- bipyridine将Imazameth配体连接的一维链状结构连接成为二维网状结构。同时,配合物中含有丰富的氢键,通过氢键作用,配合物最终被连接成为三维超分子结构。通过对配合物（9）和（10）的热重分析表明,配合物有较差的热稳定性,通过对配合物（9）、（10）和（12）的荧光分析表明,配合物有良好的荧光性能。第四章系统地总结了本论文的研究成果和不足,对以后的工作提出了要求和期望。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
1 绪论  11-24
  1.1 配合物简介  11
  1.2 配合物的基本性能  11-18
    1.2.1 配合物的发光性能  11-12
    1.2.2 配合物的吸附性能  12-14
    1.2.3 配合物的磁学性能  14-15
    1.2.4 配合物的非线性光学性能  15-16
    1.2.5 配合物的催化性能  16-18
  1.3 发光配合物的基本原理  18
  1.4 影响荧光强度的因素  18-19
    1.4.1 影响荧光强度的配合物的结构因素  18-19
    1.4.2 影响荧光强度的环境因素  19
  1.5 吡啶基咪唑啉酮类配合物在国内外的研究进展  19-23
  1.6 课题思路与研究内容  23-24
2 以2-(4-异丙基-4-甲基-5-氧代-2-咪唑啉-2-基)烟酸为配体构筑的配合物的合成、晶体结构及性质研究  24-52
  2.1 实验试剂、仪器与方法  24
    2.1.1 实验试剂  24
    2.1.2 实验仪器  24
  2.2 配合物的合成  24-31
    2.2.1 配体2-(4-异丙基-4-甲基-5-氧代-2-咪唑啉-2-基)烟酸的合成  24-25
    2.2.2 配合物[Cu(Imazapyr)_2(H_20)_2]（1）的合成  25
    2.2.3 配合物[Mn(Imazapyr)_2(H_20)_2]（2）的合成  25
    2.2.4 配合物[Co(Imazapyr)_2(H_20)_2]（3）的合成  25-26
    2.2.5 配合物[Zn(Imazapyr)_2(H_20)_2]（4）的合成  26
    2.2.6 配合物[Co(Imazapyr)_3]（5）的合成  26
    2.2.7 配合物[Mn(Imazapyr)_2]_n（6）的合成  26
    2.2.8 配合物[Cd(Imazapyr)_2]_n（7）的合成  26-27
    2.2.9 配合物[Fe(Imazapyr)_2]_n（8）的合成  27
    2.2.10 配合物（1）~（8）的测定及结构解析  27-31
  2.3 结果与讨论  31-51
    2.3.1 配合物(1)的晶体结构描述  31-33
    2.3.2 配合物(2)~(4)的晶体结构描述  33-39
    2.3.3 配合物(5)的晶体结构描述  39-41
    2.3.4 配合物(6)的晶体结构描述  41-43
    2.3.5 配合物(7)~(8)的晶体结构描述  43-48
    2.3.6 配体及配合物(1)~ (8)的红外光谱分析  48
    2.3.7 配合物(1)~(5)的热重分析  48-50
    2.3.8 配合物(1)~ (4)的荧光光谱分析  50-51
  2.4 小结  51-52
3 以2-(4-异丙基-4-甲基-5-氧-2-咪唑啉-2-基)-5-甲基烟酸为配体构筑的配合物的合成、晶体结构及性质研究  52-73
  3.1 实验试剂、仪器与方法  52
    3.1.1 实验试剂  52
    3.1.2 实验仪器  52
  3.2 配合物的合成  52-57
    3.2.1 配体2-(4-异丙基-4-甲基-5-氧-2-咪唑啉-2-基)-5-甲基烟酸的合成  52-53
    3.2.2 配合物[Co(Imazameth)_3]·0.5DMF·4H_20（9）的合成  53
    3.2.3 配合物[Ni(Imazameth)_2(H_20)_2]·2C_2H_60_2（10）的合成  53-54
    3.2.4 配合物{[Cu_2(Imazameth)_2(4,4’-bpy)]·(CH_30H)(H_20)(C10_4)}_n（11）的合成  54
    3.2.5 配合物{[Ni_2(Imazameth)_2(4,4’-bpy)]·(CH_30H)(H_20)(C10_4)}_n（12）的合成  54
    3.2.6 配合物（9）~（12）的测定及结构解析  54-57
  3.3 结果与讨论  57-71
    3.3.1 配合物(9)的晶体结构描述  57-60
    3.3.2 配合物(10)的晶体结构描述  60-62
    3.3.3 配合物(11)、(12)的晶体结构描述  62-69
    3.3.4 配体及配合物(9)~(12)的红外光谱分析  69-70
    3.3.5 配合物(9)、(10)的热重分析  70
    3.3.6 配合物(9)、（10）、(12)的荧光光谱分析  70-71
  3.4 小结  71-73
4 总结与展望  73-75
  4.1 总结  73-74
  4.2 展望  74-75
参考文献  75-80
附录  80-87
致谢  87-88
攻读学位期间发表的学术论文目录  88

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 杂环化合物 > 含单异原子的六节杂环 > 氮杂苯（吡啶）族
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