论文摘要
超分子固态化合物在分子识别、传感器、磁性材料、选择性催化、离子交换、超高纯度分离、微电子器件和非线性光电材料等多种新型功能材料领域具有潜在的广泛应用价值,因而引起人们相当的关注。构筑具有新颖结构和特定性能的超分子固态化合物已成为合成化学领域最富有挑战性的课题之一。本论文围绕当前构筑超分子网络的研究热点,采用水热合成方法,选择一些含N、O杂原子的配体与过渡金属离子反应,利用结构单元的自组装来构筑具有新颖结构的超分子固态化合物,主要完成了以下几方面的工作:①合成了12种超分子固态化合物—{[Ph3PCH2Ph]2[Zn3（tp）3Cl2]}n（1）;{[Ph3PCH2Ph][Zn（tp）Cl]}n（2）;[Zn（tp）（tdpy）]n（3）;{[Ph4P]2[Cd2（tp）2（Htp）2（H2O）]（H2O）3}n（4）;[Zn（Htma）（ddm）]n（5）;{[Ph4P][Zn（tp） （H2O）2]（tp）0.5}n（6）;{[Ph3PCH2Ph]2[Zn（in）2（H2O）4]（tp）（H2O）4}n（7）;{[Ph4P]+[H3pm- a]-}n（8）;{[Ph4P]+[（H2tma）（H3tma）3]-}n（9）;{[Ph4P]+[（H2tma）（H3 tma ）2]-·H2O}n（10）;{[dabco]·[H3tma]2·2H2O}n（11）;[Cd（bpy）（tp）（H2O）]n（12） （式中tp = 1,4-苯二甲酸根;tma = 1,3,5-苯三甲酸根;pma = 1,2,4,5-苯四甲酸根;bpy = 2,2′-联吡啶;tdpy = 4,4′-三亚甲基联吡啶;in =异烟酸根;dabco =三乙撑二胺;ddm =对对′–二氨基–二苯–甲烷）。②对所合成的化合物进行单晶结构测试和分析。③运用IR、TGA和荧光光谱等手段对所合成的部分化合物（1～7,12）进行谱学表征和性能研究。结果表明:化合物1～5是通过配位键组装的超分子固态化合物。化合物1和2是有趣的二维类粘土层状结构,层间填充了大体积阳离子[Ph3PCH2Ph]+,其中化合物1具有（3,6）拓扑网络结构,而化合物2则具有（4,4）拓扑网络结构;化合物3是一种波浪起伏的双重穿插的（4,4）网络结构;化合物4是一种加长的二维（4,4）网络结构;而化合物5存在有趣的螺旋结构。化合物6～11是通过H键组装的超分子固态化合物。其中,化合物6是由H键构成的二维砖墙网络;化合物7则为三维层柱H键网络结构;化合物8是具有一维通道的H键无限链结构的芳香酸类盐;化合物9具有二维蜂巢状H键网孔结构堆积扩展组成的三维网络;化合物10为单双层片错层堆积的三维H键蜂巢网络;化合物11则是由dabco与tma通过H组成的二维双层网络;化合物12是通过π-π作用组装的具有三维人字型网络结构的超分子固态化合物。这些化合物均具有较高的热稳定性和良好的光致发光性质,在紫外-可见光范围内出现较强的荧光发射,因而可望成为潜在的光活性材料。另外,化合物1具有良好的离子交换性质,表明该化合物有可能成为潜在的催化材料和良好的离子储存材料。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 超分子化学的发展及研究现状1.2 通过配位键作用组装的配位聚合物超分子网络结构1.2.1 一维无限链配位聚合物1.2.1.1 直线链结构1.2.1.2 Z 形折叠链结构1.2.1.3 双重链结构1.2.1.4 梯形无限链结构1.2.1.5 螺旋链结构1.2.2 二维框架结构配位聚合物4 网络'>1.2.2.1 四方格子和44网络3 网'>1.2.2.2 蜂窝状结构、砖墙型结构、人字型结构和63网1.2.2.3 双层网络结构1.2.3 三维框架结构配位聚合物1.2.3.1 金刚烷网络结构1.2.3.2 八面体网络结构1.2.3.3 其它类型的 3D 框架网络结构1.3 通过氢键和π-π作用组装的超分子网络结构1.3.1 通过氢键组装的超分子网络结构1.3.1.1 含有氢键的配位超分子网络1.3.1.2 由有机分子所构筑的超分子网络1.3.2 通过π-π组装的超分子网络结构1.4 影响超分子网络结构自组装的几个因素1.5 本学位论文工作目的和意义参考文献第二章 化合物的合成2.1 实验原理、设计策略2.1.1 实验原理2.1.2 设计策略2.2 主要试剂2.3 设备与器材2.3.1 不锈钢微型高压釜2.3.2 电炉及控温设备2.4 化合物的制备3PCH2Ph]2[Zn3（tp）3Cl2]}n （1）的合成'>2.4.1 {[Ph3PCH2Ph]2[Zn3（tp）3Cl2]}n（1）的合成3PCH2Ph][Zn（tp）Cl]}n （2）的合成'>2.4.2 {[Ph3PCH2Ph][Zn（tp）Cl]}n（2）的合成n （3）的合成'>2.4.3 [Zn（tp）（tdpy）]n（3）的合成4P]2[Cd2（tp）2（Htp）2（H2O）]（H2O）3}n （4）的合成'>2.4.4 {[Ph4P]2[Cd2（tp）2（Htp）2（H2O）]（H2O）3}n（4）的合成n （5）的合成'>2.4.5 {Zn[Htma][ddm]}n（5）的合成4P][Zn（tp）（H2O）2]（tp）0.5}n （6）的合成'>2.4.6 {[Ph4P][Zn（tp）（H2O）2]（tp）0.5}n（6）的合成3PCH2Ph]2[Zn（in）2（H2O）4]（tp）（H2O）4}n （7）的合成'>2.4.7 {[Ph3PCH2Ph]2[Zn（in）2（H2O）4]（tp）（H2O）4}n（7）的合成4P]+[ H3pma]-}n （8）的合成'>2.4.8 {[Ph4P]+[ H3pma]-}n（8）的合成4P]+[（H2tma）（H3tma）3]-}n（9）的合成'>2.4.9 {[Ph4P]+[（H2tma）（H3tma）3]-}n（9）的合成4P]+[（H2tma）（H3tma）2]-·H2O}n （10）的合成'>2.4.10 {[Ph4P]+[（H2tma）（H3tma）2]-·H2O}n（10）的合成3tma]2·2H2O}n （11）的合成'>2.4.11 {（dabco）·[H3tma]2·2H2O}n（11）的合成2O）]n （12）的合成'>2.4.12 [Cd（bpy）（tp）（H2O）]n（12）的合成2.5 合成条件的讨论2.5.1 反应温度和时间的影响2.5.2 投料比对结构的影响2.5.3 模板作用和结构导向效应2.5.4 竞争性配体的作用参考文献第三章 晶体结构分析3.1 单晶结构的解析3.2 晶体结构描述3.2.1 通过配位键作用组装的超分子网络结构3PCH2Ph]2[Zn3（tp）3Cl2]}n 化合物（1）的结构描述'>3.2.1.1 {[Ph3PCH2Ph]2[Zn3（tp）3Cl2]}n化合物（1）的结构描述3PCH2Ph][Zn（tp）Cl]}n 化合物（2）的结构描述'>3.2.1.2 {[Ph3PCH2Ph][Zn（tp）Cl]}n化合物（2）的结构描述n 化合物（3）的结构描述'>3.2.1.3 [Zn（tp）（tdpy）]n化合物（3）的结构描述4P]2[Cd2（tp）2（Htp）2（H2O）]（H2O）3}n 化合物（4）的结构描述'>3.2.1.4 {[Ph4P]2[Cd2（tp）2（Htp）2（H2O）]（H2O）3}n化合物（4）的结构描述n 化合物（5）的结构描述'>3.2.1.5 [Zn（Htma）（ddm）]n化合物（5）的结构描述3.2.2 通过氢键作用组装的超分子网络结构4P][Zn（tp）（H2O）2]（tp）0.5}n 化合物（6）的结构描述'>3.2.2.1 {[Ph4P][Zn（tp）（H2O）2]（tp）0.5}n化合物（6）的结构描述3PCH2Ph]2[Zn（in）2（H2O）4]（tp）（H2O）4}n化合物（7）的结构描述'>3.2.2.2 {[Ph3PCH2Ph]2[Zn（in）2（H2O）4]（tp）（H2O）4}n化合物（7）的结构描述4P]+[H3pma]-}n 化合物（8）的结构描述'>3.2.2.3 {[Ph4P]+[H3pma]-}n化合物（8）的结构描述4P]+[（H2tma）（H3tma）3]-}n 化合物（9）的结构描述'>3.2.2.4 {[Ph4P]+[（H2tma）（H3tma）3]-}n化合物（9）的结构描述4P]+[（H2tma）（H3tma）2]-·H2O}n 化合物（10）的结构描述'>3.2.2.5 {[Ph4P]+[（H2tma）（H3tma）2]-·H2O}n化合物（10）的结构描述3tma]2·2H2O}n 化合物（11）的结构描述'>3.2.2.6 {[dabco]·[H3tma]2·2H2O}n化合物（11）的结构描述3.2.3 通过π-π作用组装的超分子网络结构2O）]n 化合物（12）的结构描述'>3.2.3.1 [Cd（bpy）（tp）（H2O）]n化合物（12）的结构描述参考文献第四章 谱学表征和物化性质4.1 实验仪器4.2 红外光谱分析4.3 热重分析4.4 化合物1 的离子交换性质4.5 荧光分析参考文献第五章 总结与展望致谢 附录一 化合物的原子坐标、键长和键角表附录二 在学期间发表论文情况
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