Salen类钴基双金属配合物的合成、表征及性能研究

论文摘要

近几年来,通过简单修饰M（salen）配合物的结构达到改变催化剂的活性中心即金属原子周围的不对称催化环境倍受关注。虽然这些M（salen）配合物是非酶不对称催化剂,但能够有效地保持着与底物之间的立体识别,从而在不对称催化反应中获得高水平的对应异构选择性。这些有效的底物定向催化反应,包括铷催化不对称氢化、Noyori Ru（BINAP）催化官能烯烃和酮的氢化、烯烃的对应异构环氧化、环氧化合物的不对称开环反应、末端环氧化合物的水解动力学拆分等。同种或异种双金属配合物由于其配位结构上的特点,具有区别于同类单核金属配合物的新颖性能:双金属活性中心的共存可以促进单核金属配合物通常所达不到的多电子氧化还原反应;另外,配合物中相互毗邻的金属离子间相互作用导致外层电子发生高/低自旋交换,从而使整个配合物在外加磁场作用下呈现出相应的铁磁性或者反铁磁性;尤其是3d-4f形成的杂多核金属配合物绝大多数都具有良好的磁性能,并且毗邻的过渡金属离子几乎能够完全淬灭稀土离子在最大激发波长下电子f—f跃迁所激发的萤光,说明过渡金属离子能够很好的传递稀土离子激发产生的能量,在分子导线、分子开关等电子器件领域有着重要的研究价值。本论文在合成一系列Co（salen）及其衍生物的基础上,分别以Co（salen）及其系列衍生物为配体,研究了Co（salen）及其衍生物同d区过渡金属离子CoⅡ、MnⅡ,4f区稀土金属离子NdⅢ、SmⅢ、EuⅢ、TbⅢ、ErⅢ、YbⅢ形成异（同）金属双（多）核配合物的反应。我们得到了几个双金属配合物的晶体结构并研究了部分配合物的磁性能和催化性能,还将进一步研究该系列双金属配合物的催化、磁性以及光物理性能。另外,本论文还研究了Co（salen）同TCNQ（7,7,8,8-Tetracyanoquinodimethane）形成配位聚合物的反应,该产物在磁性材料方面具有广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 Schiff的分类
• 1.2.1 缩胺类
• 1.2.1.1 四齿Schiff碱配体
• 1.2.1.2 大环螯合Schiff碱配体
• 1.2.2 缩酮类
• 1.2.3 缩氨基脲类
• 1.2.4 缩喹啉类
• 1.2.5 氮杂环类
• 1.2.6 胍类
• 1.2.7 腙类
• 1.2.8 氨基酸类Schiff碱
• 1.2.9 高分子Schiff碱
• 1.3 Schiff碱配合物的合成方法
• 1.3.1 直接合成法
• 1.3.2 分步合成法
• 1.3.3 模板合成法
• 1.3.4 逐滴反应法
• 1.3.5 高度稀释法
• 1.3.6 其他合成方法
• 1.4 Schiff碱配合物的红外光谱
• 1.5 Schiff碱配合物的热稳定性
• 1.6 Schiff碱及其配合物的应用
• 1.6.1 医药方面的应用
• 1.6.2 催化领域的应用
• 1.6.3 分析化学领域的应用
• 1.6.3.1 通过荧光测定进行微量分析
• 1.6.3.2 对金属离子进行分离鉴定
• 1.6.4 其他领域的应用
• 1.7 选题的意义及依据
• 1.8 创新之处
• 第2章 Co（salen）及其系列衍生物的合成
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂与仪器
• 2.2.1.1 主要实验试剂
• 2.2.1.2 主要实验仪器
• 2.2.2 Co（salen）及其系列衍生物的结构式
• 2.2.3 Co（salen）的合成和表征
• 2.2.3.1 Co（salen）的合成
• 2.2.3.2 Co（salen）的红外表征
• 2.2.3.3 Co（salen）的元素分析
• 2.2.4 Co（salen）系列衍生物的合成和表征
• 2.2.4.1 Co（salen）系列衍生物的合成
• 2.2.4.2 Co（salen）系列衍生物的红外表征
• 2.2.4.3 Co（salen）系列衍生物的元素分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 钴基双金属配合物的合成
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 Co（Ⅲ）-Mn（Ⅱ）-Co（Ⅲ）双金属配合物的合成和表征
• 3.2.2.1 Co（Ⅲ）-Mn（Ⅱ）-Co（Ⅲ）双金属配合物的合成
• 3.2.2.2 双金属配合物A和B的分子结构
• 3.2.2.3 双金属配合物A和B的元素分析
• 3.2.2.4 双金属配合物A和B的ORTEP结构图
• 3.2.2.5 双金属配合物A和B的IR谱图
• 3.2.3 双金属配合物A的磁性能表征
• 3.2.4 双金属配合物A的催化性能研究
• 3.2.4.1 单核钴配合物催历DtBuP氧化的反应机理
• 3.2.4.2 钴锰口金属配合物A催化DtBuP的氧化反应
• 3.2.4.3 DtBuP氧化产物的红外表征
• 3.2.5 Co（Ⅱ）-Co（Ⅲ）同金属混合价态配合物的合成和表征
• 3.2.5.1 Co（Ⅱ）-Co（Ⅲ）同金属混合价态配合物C的合成
• 3.2.5.2 同金属混合价态配合物C的IR谱图
• 3.2.6 Co（salen）同稀土金属离子的配位反应
• 3.2.6.1 d-f异金属系列配合物的合成
• 3.2.6.2 异金属系列配合物的IR谱图
• 3.3 本章小结
• 第4章 Co（salen）同TCNQ配位聚合物的合成
• 4.1 引言
• 4.2 TCNQ类金属配合物的研究概况
• 4.2.1 TCNQ类金属配合物的研究概况
• 4.2.2 TCNQ与Salen类过渡金属配合物配位的反应
• 4.3 实验部分
• 4.3.1 实验试剂
• 4.3.2 Co（salen）同TCNQ的反应
• 4.3.3 TCNQ及其配位聚合物的IR表征
• 4.3.4 TCNQ与Co（salen）生成配位聚合物的反应
• 第5章 结论及展望
• 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