基于甜菜碱的氢键及配位—氢键超分子构造

论文摘要

有机氢键超分子和配位－氢键超分子是超分子化学的重要分支，有机氢键超分子是通过分子间的非键相互作用—氢键，π堆积作用形成的超分子。配位－氢键超分子是通过对配位节点（金属离子）和配体的选择可以理性地设计和合成具有预期结构和功能的配合物。-π合成了的盐酸盐，三氟甲磺酸盐，高氯酸盐三种有机氢键超分子聚合物。离子中，两个裸露的羧基氧原子是氢键良好的接受体；脂肪链上的N原子由于与H离子结合，使得其上两个氢原子的酸性增强而成为氢键良好的给予体；另外，羧基及氮正离子的存在也显著的增强了配体分子中的酸性，使形成CH氢键成为可能。在聚合物1、2、3中，由于中的每个羧基均与相邻离子中脂肪链上发生强氢键作用，形成了很稳定的一维串结构。阴离子体积大小及形成氢键的能力不同影响了的构型。阴离子半径：Cl<<，在1中有明显的堆积作用，3中较弱，2中没有。为了考察，和三种配体与金属离子形成配位－氢键超分子的行为，将其与C、Zn、C的氯化物及三氟甲磺酸盐反应合成了配合物并用红外光谱和单晶X-射线衍射结构分析方法进行了表征。结构分析表明：（1）由于金属离子配位构型的不同，形成的网络结构也不同，体现在配合物4、5中。（2）在配合物7、8中由于配体羧基位置及金属离子半径的不同，配合物出现了分子内作用和分子间堆积作用。（3）含阴离子的配合物中，Cl离子均参与了对金属离子的配位，由于离子占据了配位位置，配合物无法成环。（4）Clπ-ππ-πCl--Cl-、CF3SO3-阴离子充当模板并且形成了丰富的CH、氢键从而稳定了结构,并对最终形成的网络结构产生影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 超分子
• 1.1.1 超分子概念
• 1.1.2 分子识别
• 1.1.3 分子组装
• 1.1.4 晶体工程
• 1.1.5 超分子配位聚合物
• 1.2 影响配位超分子网络结构的因素
• 1.2.1 配体对网络结构的影响
• 1.2.1.1 配体的几何构型对网络结构的影响
• 1.2.1.2 配体的同分异构对网络结构的影响
• 1.2.2 金属离子构型对网络结构的影响
• 1.2.2.1 金属离子配位构型对网络结构的影响
• 1.2.2.2 金属离子半径对网络结构的影响
• 1.2.3 非键相互作用在构筑网络结构中的重要作用
• 1.2.3.1 氢键
• 1.2.3.2 π-π堆积作用
• 1.2.4 阴离子、溶剂及其它因素对网络结构的影响
• 1.2.4.1 阴离子对网络结构的影响
• 1.2.4.2 溶剂对网络结构的影响
• 1.2.4.3 其他因素对网络结构的影响
• 1.3 本课题的选题意义和研究内容
• 1.3.1 选题意义
• 1.3.2 研究内容
• 第二章 配合物的合成和结构表征
• 2.1 试剂和仪器
• 2.1.1 试剂
• 2.1.2 仪器
• 2.2 配体的合成
• 2.2.1 烟酸乙酯的合成
• 2.2.2 前体1,5-二溴乙基胺的合成
• 1）的盐酸盐的（HL₁Cl）的合成'>2.2.3 配体1,5-二（4-羧基吡啶基）二乙胺（L₁）的盐酸盐的（HL₁Cl）的合成
• 1）的合成'>2.2.4 配体1,5-二（4-羧基吡啶基）二乙胺（L₁）的合成
• 2）的合成'>2.2.5 配体1,5-二（3-羧基吡啶基）二乙胺（L₂）的合成
• 2.3 配合物的合成
• 1Cl·H₂O]_n （1）'>2.3.1 [HL₁Cl·H₂O]_n（1）
• 1（CF₃SO₃）·3H₂0]_n （2）'>2.3.2 [HL₁（CF₃SO₃）·3H₂0]_n（2）
• 1Cl_O4·2H₂0]_n （3）'>2.3.3 [HL₁Cl_O4·2H₂0]_n（3）
• 2（HL₁2）Cl₄（μ-Cl₂）·3H₂0 （4）'>2.3.4 Cu₂（HL₁2）Cl₄（μ-Cl₂）·3H₂0 （4）
• 1（H₂0）₃]（CF₃SO₃）₂·H₂0 （5）'>2.3.5 [CuL₁（H₂0）₃]（CF₃SO₃）₂·H₂0 （5）
• 1]Cl₂·H₂0 （6）'>2.3.6 [ZnHL₁]Cl₂·H₂0 （6）
• 2]Cl₂·H₂0 （7）'>2.3.7 [CdL₂]Cl₂·H₂0 （7）
• 2]Cl₂ （8）'>2.3.8 [ZnL₂]Cl₂（8）
• 2.4 红外光谱
• 2.5 配合物的结构测定方法
• 第三章 氢键及配位-氢键聚合物的结构
• 3.1 有机氢键超分子
• 1Cl·H₂0]_n （1）'>3.1.1 [HL₁Cl·H₂0]_n（1）
• 1（CF₃SO₃）·3H₂0]_n （2）'>3.1.2 [HL₁（CF₃SO₃）·3H₂0]_n（2）
• 1Cl_O4·2H₂0]_n （3）'>3.1.3 [HL₁Cl_O4·2H₂0]_n（3）
• 3.1.4 讨论
• 3.1.4.1 氢键对配体结构的影响
• 3.1.4.2 阴离子对网络结构的影响
• 3.2 配位-氢键超分子
• 2（HL₁）₂Cl₄（μ-Cl₂）·3H₂0（4）'>3.2.1 Cu₂（HL₁）₂Cl₄（μ-Cl₂）·3H₂0（4）
• 1（H₂0）₃]（CF₃SO₃）2·H₂0 （5）'>3.2.2 [CuL₁（H₂0）₃]（CF₃SO₃）2·H₂0 （5）
• 3.2.3 讨论（1）
• 3.2.3.1 Cu 配位构型对结构的影响
• 3.2.3.2 阴离子对网络结构的影响
• 1]Cl₂·H₂0 （6）'>3.2.4 [ZnHL₁]Cl₂·H₂0 （6）
• 2]Cl₂·H₂0 （7）'>3.2.5 [CdL₂]Cl₂·H₂0 （7）
• 2]Cl₂ （8）'>3.2.6 [ZnL₂]Cl₂（8）
• 3.2.7 讨论（2）
• 3.2.7.1 阴离子和配体构型对网络结构的影响
• 3.2.7.2 金属离子半径对网络结构的影响
• 第四章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢