偶氮苯羧酸—金属杂化构建的超分子化合物的合成、结构与性质研究

论文摘要

无机—有机杂化构建的超分子化合物集理论基础与应用基础研究于一体,是沟通无机和有机超分子研究的桥梁,具有广阔的研究空间和潜在的应用价值。目前,这一领域已经成为无机化学、晶体化学和材料化学等学科的前沿课题。由于以氧、氮配位的超分子化合物具有新颖的拓扑结构,且能表现出其独特的物理、化学性质,故关于含氧、含氮配位的超分子化合物的设计、合成及性质的研究在催化、光电、医药、磁性及多孔材料等方面应用十分活跃,处于高速发展时期。以金属离子和适当的含氧、含氮有机配体为基础,通过自组装有望得到具有预期结构和性质的超分子化合物。本论文采用常规水溶液合成方法使含氧、含氮有机配体分别与过渡金属离子(Co2+, Eu2+, Zn2+)合成了4个尚未见报道的化合物,并通过红外、元素分析和X-射线单晶衍射等手段对其进行了表征。比较系统地研究了它们的晶体结构,并对部分配合物进行了热稳定性及荧光性质的研究。主要研究结果如下:利用3, 3’, 4, 4’-偶氮苯四甲酸（ABTC）和1, 10-邻菲啰啉（Phen）有机配体与过渡金属离子(Co2+, Eu2+, Zn2+)在常规水溶液条件下,成功得到了4个配位聚合物1-4,它们有的通过氢键构筑成了二维层状空间结构。{[Co（phen）（H2O）3]2（ABTC）}·2H2O 1[Co（phen）2（H2O）2]（ABTC）·5H2O 2[Eu（phen）3]（ABTC）·1.5H2O 3{[Zn（phen）3][Zn（ABTC）3（H2O）3]}·2.5H2O 4化合物1和2是由Co2+和配体（ABTC）、1, 10-邻菲啰啉构筑的金属-有机骨架化合物。化合物1中ABTC作为骨架将上下两个由Co2+和一个1, 10-邻菲啰啉和三个水分子形成的单元连接在一起,并通过氢键相结合,形成一个2-D层状结构的超分子体系。化合物2和1在元素组成上是完全一样的,然而它们在晶体结构上差异很大。化合物2中ABTC游离于以Co2+与两个1, 10-邻菲啰啉和两个水分子配位所形成的单元周围，也是通过氢键作用力构建成的超分子体系。化合物3和2相似之处在于其配体ABTC也游离于以Eu2+与三个1, 10-邻菲啰啉配位的单元周围，它的空间构型是漂亮的梅花瓣形，以氢键作用的ABTC环绕其周围。化合物4中有两种类型的Zn2+,一种Zn2+与三个1, 10-邻菲啰啉形成六配位的八面体结构，另一种Zn2+与三个ABTC和三个水分子形成一个九配位的多面体结构,配体ABTC与ABTC间氢键的相互作用,进一步增强了此化合物的稳定性。化合物1和4都是通过O-H…O和O-H…N氢键作用形成的超分子化合物。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 无机-有机杂化化合物的研究进展
• 1.2 配位化合物的分类
• 1.2.1 含氧羧酸类配位聚合物
• 1.2.2 含氮杂环类配位聚合物
• 1.2.3 杂环羧基类配位聚合物
• 1.3 选题意义
• 第二章 以中心金属Co（Ⅱ）、Eu（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）离子构筑的超分子化合物的合成、结构及性质的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验仪器及试剂
• 2.2.2 配位化合物1 的合成方法
• 2.2.3 配位化合物2 的合成方法
• 2.2.4 配位化合物3 的合成方法
• 2.2.5 配位化合物4 的合成方法
• 2.2.6 配位化合物1 结构的测定
• 2.2.7 配位化合物2 的结构的测定
• 2.2.8 配位化合物3 结构的测定
• 2.2.9 配位化合物4 结构的测定
• 2.3 结构与讨论
• 2O）₃]₂（ABTC）}·2H₂O 晶体的结构'>2.3.1 {[Co（phen）（H₂O）₃]₂（ABTC）}·2H₂O 晶体的结构
• 2（H₂O）₂]（ABTC）·5H₂O晶体的结构'>2.3.2 {[Co（phen）₂（H₂O）₂]（ABTC）·5H₂O晶体的结构
• 3]（ABTC）·1.5H₂O晶体的结构'>2.3.3 [Eu（phen）₃]（ABTC）·1.5H₂O晶体的结构
• 3][Zn（ABTC）₃（H₂O）₃]}·2.5H₂O晶体的结构'>2.3.4 {[Zn（phen）₃][Zn（ABTC）₃（H₂O）₃]}·2.5H₂O晶体的结构
• 2.4 表征
• 2.4.1 化合物1 的热重分析
• 2.4.2 化合物1 的红外分析
• 2.4.3 化合物1 的荧光分析
• 2.5 小结
• 参考文献
• 致谢