芳香多羧酸配位聚合物的构筑及性能研究

芳香多羧酸配位聚合物的构筑及性能研究

论文摘要

由于金属羧酸配位聚合物具有结构多样性和潜在的磁性、催化、发光等性能而受到人们广泛关注。特别是芳香族多羧酸能够采用多种灵活方式与金属离子配位,常常被人们用来合成具有孔洞、磁性以及新颖结构的配位聚合物。本论文通过选用5-取代间苯二甲酸类及1,2,3-苯三酸、含氮辅助配体和过渡金属反应,系统研究取代基的差异对配位聚合物结构和性质的影响。在水热条件下合成了19个新型配位聚合物。然后对晶体结构进行了X-射线单晶衍射、红外光谱、元素分析、热分析、荧光和磁性等表征。1.利用5-甲氧基间苯二甲酸和醋酸锌、醋酸钴以及含氮辅助配体1,10-邻菲啰啉在水热条件下自组装得到了2个结构相似的一维链配合物[Zn(L)(phen)]n (1)和{[Co2(L)2(phen)2]·2H2O}n (2)。并对这些配合物的合成,结构和热稳定性以及配合物1的荧光性质进行了研究。2.利用5-甲基间苯二甲酸和5-叔丁基间苯二甲酸和柔性含氮辅助配体1,1’-(1,4-丁烷)双咪唑(bbi)在水热条件下设计构筑3个Cu(II)和Co(II)配位聚合物: [Cu2(mip)2(bbi)]n (3), {[Cu2(tbip)2(bbi)2(H2O)]·2H2O}n (4)和{[Co2(tbip)2(bbi)2]·2H2O}n (5)。未配位的取代基团对配合物的最终结构起着一定的作用。并对这些配合物的合成,结构和磁性以及其热稳定性进行了研究。3.利用5-硝基-1,2,3-苯三酸在水热条件下和不同的含氮辅助配体设计构筑了6个Cu(II), Co(II)和Ni(II)的配合物: [Cu3(nbta)2(bipy)2(H2O)2]?2H2O (6), [Cu3(nbta)2(bpp)2(H2O)2]?2H2O (7), [Co3(nbta)2(bipy)3(H2O)2]?2H2O (8), [Co3(nbta)2(bpp)2(H2O)2] (9), [Ni2(Hnbta)2(bipy)2(H2O)2] (10)和[Ni3(nbta)2(bpa)3(H2O)2]?2H2O (11)。并对这些配合物的合成,结构和磁性进行了研究。配合物的变温磁化率测量表明,配合物6, 7, 8和9的Cu(II)和Co(II)离子之间是反铁磁相互作用,而配合物10和11的Ni(II)离子之间存在铁磁相互作用。4.利用5-硝基-1,2,3-苯三酸和1,2,3-苯三酸在类似的水热条件下和不同的含氮辅助配体合成出8个Zn(II)和Cd(II)配位聚合物: {[Zn3(nbta)2(bipy)2(H2O)2]·2H2O}n (12), [Zn4(nbta)2(bpe)2(OH)2]n (13),{[Cd3(nbta)2(bipy)5(H2O)2]·6H2O}n (14), {[Cd3(nbta)2(bpe)2(H2O)2]·2H2O}n (15), {[Zn2(Hbta)2(bipy)2(H2O)2]·H2O}n (16), [Zn(bta)(Hbpe)]n (17), [Cd5(bta)2(Hbta)2(bipy)3(H2O)2]n (18)和{[Cd4(bta)2(bpe)2(H2O)4(OH)2]·2H2O}n (19)。配合物晶体结构研究表明,未配位吸电子基团(?NO2)在形成自穿插配位聚合物的过程中起着非常重要的作用。同时研究了配位聚合物的热稳定性和荧光性质。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 与本文有关的有机配体名称缩写表
  • 前言
  • 1.1 配位聚合物概念与发展
  • 1.2 配位聚合物的结构类型
  • 1.3 配位聚合物的应用
  • 1.4 芳香族多元羧酸金属配位聚合物的研究概况
  • 1.5 本论文的选题意义
  • 1.6 本论文的主要工作
  • 第一章 5-甲氧基间苯二甲酸与含氮辅助配体构筑金属配位聚合物
  • 1.1 引言
  • 1.2 实验部分
  • 1.2.1 试剂与仪器
  • 1.2.2 配合物1-2 的合成
  • 1.2.3 配合物1-2 的晶体结构测定
  • 1.3 结果与讨论
  • 1.3.1 配合物1-2 的晶体结构
  • 1.3.2 配合物1 的荧光分析
  • 1.3.3 配合物1-2 的热稳定性
  • 1.4 小结
  • 第二章 R-间苯二甲酸(R= ? CH3 or ?C(CH3)3)与柔性配体1,1'-(1,4-丁烷)双咪唑构筑金属配位聚合物
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 试剂与仪器
  • 2.2.2 配合物3-5 的合成
  • 2.2.3 配合物3-5 的晶体结构测定
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 配合物3-5 的晶体结构
  • 2.3.2 配合物3 的磁性
  • 2.3.3 配合物3-5 的热稳定性
  • 2.4 小结
  • 第三章 5-硝基-1, 2, 3-苯三酸与过渡金属构筑多维配位聚合物
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 试剂与仪器
  • 3.2.2 配合物6-11 的合成
  • 3.2.3 配合物6-11 的晶体结构测定
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 配合物6-11 的晶体结构
  • 3.3.2 配合物6-11 的磁性
  • 3.4 小结
  • 第四章 取代基效应调控的自穿插配位聚合物
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 试剂与仪器
  • 4.2.2 配合物12-19 的合成
  • 4.2.3 配合物12-19 的晶体结构测定
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 配合物12-19 的晶体结构
  • 4.3.2 配合物12-19 的荧光分析
  • 4.3.3 配合物12-19 的热稳定性
  • 4.4 小结
  • 总结
  • 参考文献
  • 附录:攻读硕士期间已发表和待发表的学术论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

    • [1].新型芳香多羧酸的合成及荧光性质[J]. 化学试剂 2015(04)

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