联吡啶/羧酸类金属有机配位聚合物的合成与性质研究

论文摘要

金属-有机框架化合物（Metal-Organic Frameworks, MOFs）是一种多样的网络结构的晶体材料,由于其具有高的比表面积、规则的孔道结构和可功能化等特点而倍受关注。MOFs在气体吸附、分离及催化等方面表现出良好的应用前景,尤其是在手性方面的应用引起了人们的强烈兴趣。本论文利用4,4’-联吡啶,与过渡金属离子在溶剂热条件下通过自组装得到了手性的金属有机配位聚合物,并对其进行了结构和谱学表征,研究其手性来源并对其进行了理论计算。并用多羧酸配体合成了一系列的化合物,对其进行了结构表征与分析。1.以非手性的4,4’-bpy为有机配体,在不引入手性源的情况下合成了一维配位聚合物：[C10H14CdN2O7S]n,化合物在c轴方向形成一维超分子螺旋链,采用VCD光谱对其螺旋结构与手性的关系进行了研究分析,初步用泛函理论（DFT）进行了VCD理论计算,为探索配位聚合物的螺旋与手性的相关性提供一个例证,并分析了其荧光光谱。2.以相似的方法合成了与[C10H18CuN2O9S]n结构相似的化合物[C10H18CuN2O9S]n,两者都形成氢键螺旋链,但两者表现出来的VCD光谱却不相同,我们希望通过两者的比较,进一步研究手性与结构的联系,并对其荧光性质做了分析。3.多元有机羧酸配体在构筑多孔配位聚合物方面具有显著优势,羧基本身具有丰富多样的配位方式,有利于构筑结构新颖和特殊骨架的多孔配位聚合物,通过多羧酸与过渡金属配位合成了化合物nuc-22, ncu-24, ncu-25,通过红外和单晶衍射对其结构进行了分析,并对其荧光性质做了研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 概述
• 1.2 金属-有机框架化合物的简介
• 1.2.1 金属-有机框架化合物结构
• 1.2.2 金属有机配位聚合物晶体自组装控制
• 1.3 金属-有机配位聚合物的应用
• 1.3.1 催化
• 1.3.2 吸附分离
• 1.3.3 主客体化学
• 1.3.4 手性材料
• 1.4 金属有机配位聚合物的合成方法
• 1.4.1 液层扩散法
• 1.4.2 扩散法
• 1.4.3 水热法/溶剂热法
• 1.4.4 挥发法
• 1.5 开展本课题的意义及研究内容
• 10H₁₄CdN₂O₇S]_n合成与性质研究'>第二章 化合物[C₁₀H₁₄CdN₂O₇S]_n合成与性质研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 试剂和仪器
• 2.1.2 化合物的合成
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 合成条件
• 2.2.2 化合物的晶体结构数据
• 2.2.3 化合物结构描述
• 2.2.4 化合物的X射线粉末衍射谱图
• 2.2.5 化合物的红外光谱图
• 2.2.6 热稳定性分析
• 2.2.7 VCD、IR光谱对照分析
• 2.2.8 结构对VCD光谱的影响
• 2.2.9 荧光光谱分析
• 2.3 本章小结
• 10H₁₈CuN₂O₉S]_n合成与性质研究'>第三章 化合物[C₁₀H₁₈CuN₂O₉S]_n合成与性质研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 试剂和仪器
• 3.1.2 化合物的合成
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 合成条件
• 3.2.2 化合物结构描述
• 3.2.3 化合物的X射线粉末衍射谱图
• 3.2.4 化合物的红外光谱图
• 3.2.5 热稳定性分析
• 3.2.6 VCD、IR光谱对照分析
• 3.2.7 结构对VCD光谱的影响
• 3.2.9 荧光光谱分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 羧酸类金属有机配位聚合物的合成、结构与性质研究
• 4.1 试剂和仪器
• 4.2 有机配体的合成与表征
• 4.2.1 有机配体H4L合成
• 4.2.2 有机配体H4L的红外谱图
• 4.2.3 有机配体核磁谱图
• 4.3 化合物ncu-24,ncu-25,ncu-22的合成
• 4.4 化合物ncu-24,ncu-25,ncu-22的晶体结构测定
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 合成条件
• 4.5.2 化合物的红外光谱图
• 4.5.3 化合物结构描述
• 4.5.4 荧光光谱分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果