芳香羧酸及其衍生物为配体的金属配合物的合成与性质研究

论文摘要

近几年来,配位化合物因结构丰富多样,作为功能的材料具有潜在的应用价值,已成为研究热点课题之一。这些配合物有吸引人的拓扑结构和特殊的性质,比如配合物中有关磁性,光学以及吸附等性质的研究已经陆续被报道出来。这些配位化合物的合成主要取决于两个因素的组合:金属离子和有机配体的几何构型。吡啶酸及其衍生物有机配体没有像有柔性的配体一样摇摆部份,但是N-O基团向金属离子的弯曲,这使得该类配体的配合性质不同与一般的刚性或者柔性链配体。一般说来,羧酸基团syn,syn以及anti,anti类型的配位模式具有反铁磁性耦合,而syn,anti类型的配位模式具有弱的铁磁性或者反铁磁性耦合。本文采用水热合成法合成出一系列芳香羧酸及衍生物,并做了结构表征和磁性分析,要点如下:一、合成了两种N-氧-吡啶甲酸为主配体的锰配合物对磁性进行研究。[Mn3（L1）4（NO3）2]n（配合物2-A,HL1为N-氧烟酸）以及[MnL2Cl]n（配合物2-B,HL2为N-氧异烟酸）。配合物2-A中的L1具有两种配位模式分别桥连四、三个二价锰离子。配合物2-A网络结构为3,4,6-连接4-节点,用Schl?fli标记法表示为（{43}2{44; 62}4{46; 66; 83}）。这种相邻的链结构再通过羧基采用syn,syn模式相互连接形成蜂巢状的二维层。2-B通过N-O基团及羧酸等形成蜂巢状层结构,再通过吡啶环形成三维结构,为4,6-节点的{3;4;54}{32;4;56;66}结构。对磁性研究比较,配合物2-A为低维反铁磁性物质,配合物2-B的磁性存在于蜂巢状的二维层结构,整体呈现反铁磁性。二、两种钴离子配合物Co（OCH3）L]（3-A）及[Co3（N3）4-（OCH3）2L2]（3-B）（L=N-氧烟酸）合成及磁性表征。二价钴离子在这两种配合物中为八面体配位。3-A中,甲氧基与羧酸分别以μ1,1和syn,syn连接金属离子,并通过配体骨架的连接形成三维结构。3-B通过叠氮以EO模式形成金属钴离子链结构,并经配体连接形成二维层结构。磁性研究表明,3-A存在铁磁性耦合,并在2.5K时发生铁磁性过渡。3-B为反铁磁性物质。三、Co（C6H3N4O2）2（H2O）2]·2H2O的合成及结构研究。二价钴离子位于轻微扭曲的八面体构型的倒转中心。该八面体构型连接了两个水分子中的氧,以及去质子的四氮茂基（1,5-a）吡啶-8-羧酸阴离子中的氮及氧原子。通过O—H…O及O—H…N两种类型的氢键连接为三维大分子网络结构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 配合物的晶体工程
• 1.1.1 晶体工程
• 1.1.2 金属-有机配合物
• 1.1.3 影响配合物结构的因素
• 1.1.4 配合物的制备和研究方法
• 1.2 芳香羧酸与叠氮基混配的研究概述
• 1.2.1 叠氮与金属离子配位的研究概述
• 1.2.2 芳香环羧酸与金属配位的研究概述
• 1.3 选题依据及所得成果
• 1.3.1 选题依据及研究意义
• 1.3.2 本文的研究内容和取得的主要进展
• 第二章 N-氧-吡啶甲酸为配体的锰离子配合物
• 2.1 配合物2-A、2-B 的合成与表征
• 2.1.1 配合物2-A、2-B 的合成实验
• 2.1.2 配合物2-A、2-B 红外测试及元素分析结果
• 2.2 配合物2-A、2-B 的晶体结构
• 2.2.1 X-ray 单晶衍射结构测试
• 2.2.2 晶体结构描述
• 2.3 配合物2-A、2-B 的磁性研究
• 2.3.1 配合物2-A 的磁性
• 2.3.2 配合物2-B 的磁性
• 2.4 本章小结
• 第三章 N-氧-异烟酸为配体的钴离子配合物
• 3.1 配合物3-A、3-B 的合成与表征
• 3.1.1 配合物3-A、3-B 的合成实验
• 3.1.2 配合物3-A、3-B 红外测试及元素分析结果
• 3.2 配合物3-A、3-B 的晶体结构
• 3.2.1 X-ray 单晶衍射结构测试
• 3.2.2 配合物3-A、3-B 晶体结构
• 3.3 配合物3-A、3-B 的磁性研究
• 3.3.1 配合物3-A 的磁性研究
• 3.3.2 配合物3-B 的磁性研究
• 3.4 本章小结
• 第四章 卤代烟酸与钴离子配合物的合成及其结构研究
• 4.1 配合物的合成实验
• 4.2 配合物的晶体结构
• 4.2.1 晶体的结构的测定
• 4.2.2 晶体结构的描述
• 4.3 本章小结
• 第五章 全文结论和工作展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 不足之处及展望
• 参考文献
• 附录一 配合物的部分键长键角表
• 附录二 粉末衍射图
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢