含氮杂环的多孔配位聚合物的合成、晶体结构及性质研究

论文摘要

本文主要选用简单且易于获得的低对称配体2-羟基烟酸、2,2’-联吡啶-3,3’-二羧酸和高对称配体1,2,4-三氮唑和5-氨基四氮唑等含N杂环小体积配体为研究对象,用模板法合成了一些结构新颖的多孔配位聚合物（PCPs）。同时深入探讨了合成过程中出现的有趣的客体分子、离子等的模板效应及多孔配位聚合物与客体的关系,并对目标配合物的结构与部分性质进行了表征研究,为潜在的应用提供了可能。本论文共分5章。第1章介绍了本研究的背景,重点介绍了多孔材料中多孔配位聚合物的研究现状,综述了多孔配位聚合物的组装驱动力和多孔配位聚合物与客体分子之间的关系。同时对论文选题意义和进展做了概述。第2章主要探讨在水（溶剂）热和常规条件下,碱金属离子（M（I）= K（I）、Na（I）、Li（I））与配体2-羟基烟酸和过渡金属离子（M（II）= Mn（II）、Fe（II）、Co（II）、Ni（II）、Zn（II）、Cd（II）等典型六配位的金属离子）的自组装行为。通过合理设计系列对比实验,得出其自组装规律:在弱酸性、无Na（I）存在下,无论其他的碱金属离子存在与否,2-羟基烟酸和M（II）都只能得到系列零维或一维的结构;一旦有Na（I）的存在,2-羟基烟酸和M（II）就得到基于Na（I）桥连的系列非心空间群三维多孔配位聚合物。从而也说明了碱金属离子半径的大小决定了M（II）- HnicO-1的组装, Na（I）在合成实验过程中起到模板剂的作用,同时说明了这一体系过渡金属-碱金属的混金属结构对Na（I）具有高度的选择性。第3章选用简单的高对称配体三氮唑和氨基四氮唑等含N杂环小体积配体为研究对象,研究它们在水（溶剂）热下与二价d10金属离子的自组装行为。重点考察了组装合成多孔配位聚合物过程中的溶剂效应和阴离子效应及其对配合物结构、性质等的影响。同时对所得配位聚合物结构进行了拓扑分析。第4章介绍水（溶剂）热和常规条件下合成d10金属-2,2’-联吡啶-3,3’-二羧酸配合物,设计合理的实验深入探讨了在水（溶剂）热条件下含羧基配体脱羧行为与Cu离子的关系。同时,在前人的工作上,以DMF为模板设计合成得到一个多孔配位聚合物,该配合物具有一维的超分子纳米通道。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 配位化学进展概述
• 1.2 超分子化学与自组装
• 1.2.1 超分子自组装驱动力
• 1.2.2 超分子自组装前瞻
• 1.3 多孔材料
• 1.3.1 多孔配位聚合物的组装
• 1.3.2 组装强驱动力研究
• 1.3.3 组装弱驱动力研究
• 1.3.4 PCPs 的模板效应
• 1.3 本课题选择的目的和意义
• 参考文献
• 第二章 羟基烟酸配体金属配合物的合成、表征及其光谱性质
• 2.1 引言
• 2.2 实验试剂和仪器
• 2.3 配合物的合成
• 2.4 结构表征及光谱分析
• 2.4.1 单晶X 射线衍射分析
• 2.4.2 元素分析与红外吸收光谱测定
• 2.4.3 紫外可见吸收光谱测定
• 2.4.4 配合物的X 射线粉末衍射分析
• 2.4.5 热重分析
• 2.4.6 配合物的荧光性质分析
• 2.5 晶体结构的分析
• 2.6 合成分析
• 2.7 荧光分析
• 2.8 小结
• 2.9 前景与展望
• 参考文献
• 第三章 含氮杂环Zn（II）/Cd（II）金属配合物的合成、表征及其光谱性质研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验试剂和仪器
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.3 配合物制备
• 3.4 配合物的表征
• 3.4.1 元素分析与红外光谱
• 3.4.2 X 射线单晶衍射
• 3.4.3 配合物的X 射线粉末衍射分析
• 3.4.4 热重分析法
• 3.4.5 配合物的荧光性质分析
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 合成分析
• 3.5.2 配体及其配合物红外分析
• 3.5.3 晶体结构分析
• 3.5.4 荧光性质分析
• 3.5.5 配合物的热失重分析
• 3.6 小结与展望
• 参考文献
• 第四章 烟酸类配体Cu（I）/Zn（II）金属配合物的合成表征
• 4.1 引言
• 4.1.1 水（溶剂） 热条件下的原位配体反应――脱羧（Decarboxylation）
• 4.2 实验试剂和仪器
• 4.3 配体与配合物的合成
• 4.3.1 配体的合成
• 4.3.2 配合物的合成
• 4.4 配体以及配合物的表征
• 4.4.1 元素分析与红外光谱
• 4.4.2 晶体结构表征
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 合成分析
• 4.5.2 晶体结构的分析
• 4.5.3 实验结果讨论
• 4.6 小结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表和拟发表的论文
• 致谢
• 个人简历