V-型/手性羧酸配体构筑的配位聚合物的合成、结构及表征

论文摘要

配位聚合物由于具有有趣的结构以及它们作为功能固体材料在磁性、非线性光学、电子学、不对称催化、气体吸附和分离、离子交换等领域具有潜在的应用前景,因此,二十多年来,新型配位聚合物的合理设计和构筑在配位化学和超分子化学领域越来越引起化学家的广泛关注和深入研究。本论文通过选用不同V-型或手性羧酸有机配体、过渡金属离子以及含氮有机配体作为辅助配体,利用常规溶液法、水热合成法、溶剂热合成法以及离子热合成法等合成了一系列新的配位聚合物,并通过元素分析、热重分析、X-射线粉末衍射分析、X-射线单晶衍射分析、红外光谱等对这些合成的配位聚合物进行了表征,并研究了部分配位聚合物的荧光及磁性性质。本论文共分为六部分:第一章简要地介绍了配位化学的发展历程、配位聚合物的基本概念和合成方法,并系统地介绍了有机羧酸类配位聚合物的研究进展以及本课题的选题意义及本论文所取得的研究进展。第二章介绍了由V-型5-氨基-2,4,6-三碘基间苯二甲酸配体和辅助含氮配体与硝酸锌、硝酸钴自组装构筑的三种新的配位聚合物[Zn（atibdc）（dpa）]n （1）, [Co（atibdc）（dpa）]n （2）, [Co（atibdc）（4,4’-bipy）（H2O）3]·2DMF·H2O （3）。研究表明配位聚合物1和2为异质同晶结构,分别通过atibdc配体连接成无限的一维zigzag链状结构,而配位聚合物3则通过含氮配体4,4’-bipy连接两个相邻的金属钴离子,形成一维的线性链状结构。第三章描述了由手性D-3-（4-吡啶基）-丙氨酸配体与硝酸铜、硝酸锌自组装构筑的两种新型配位聚合物[Cu（pyala）2]·H2O （4）, [Zn（pya）2]·H2O （5）。研究表明配位聚合物4展示了一维的手性链状结构,配位聚合物5展示了三维的五重穿插的金刚石型网络结构。第四章探讨了由V-型1,3-间苯二甲酸、5-叔丁基间苯二甲酸配体和硝酸钴在离子热条件下构筑的两种配位聚合物（Emim）2[Co3（ip）4] （6）和[Co1.5（tbip）)（1.5）·2H2O]·H2O （7）。配位聚合物6以三核钴簇[Co3（ip）4]2-次级结构单元作为8-连接节点并以ip配体作为链接器形成八连接的CsCl-型网络拓扑结构,配位聚合物7以三核钴簇[Co3（tbip）3·4H2O]次级结构单元作为6-连接节点并以tbip配体作为链接器形成六连接的简单NaCl-型网络拓扑结构。同时研究了配位聚合物6的磁性。第五章介绍了由D（-）-酒石酸和L-3-氰基苯丙氨酸两种手性羧酸配体分别与硝酸镉和醋酸铜构筑的两种新的手性配位聚合物[Cdtart2]n（8）和[Cu（cphe）2]·3H2O （9）。配位聚合物8属于正交晶系,P212121空间点群,为三维配位聚合物。配位聚合物9属于单斜晶系,P21空间点群,为一维的手性zigzag链,链与链之间通过强的氢键形成三维的超分子结构。第六章结论部分对所合成的9种配位聚合物进行了总结。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 配位化学的发展
• 1.2 配位聚合物简介
• 1.3 基于羧酸配体构筑的配位聚合物的研究进展
• 1.4 本课题的选题意义及本论文所取得的研究进展
• 第2章 5-氨基-2,4,6-三碘基间苯二甲酸构筑的锌、钴配位聚合物的合成、结构及表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 使用仪器
• 2.1.2 实验试剂
• 2.1.3 配位聚合物1-3 的合成
• 2.1.4 配位聚合物1-3 结构的测定
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 晶体结构
• 2.2.2 配位聚合物1-3 的红外光谱
• 2.3 小结
• 第3章 D-3- （4-吡啶基） -丙氨酸配体构筑的铜、锌配位聚合物的合成、结构及表征
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 使用仪器
• 3.1.2 实验试剂
• 3.1.3 配位聚合物4-5 的合成
• 3.1.4 配位聚合物4-5 结构的测定
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 晶体结构
• 3.2.2 配位聚合物4-5 的红外光谱
• 3.2.3 配位聚合物的4-5 的热重分析
• 3.2.4 配位聚合物5 的固态荧光光谱
• 3.2.5 配位聚合物4-5 的粉末衍射
• 3.3 小结
• 第4章 离子热合成的三核钴簇配位聚合物的结构、表征及性质研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 使用仪器
• 4.1.2 实验试剂
• 4.1.3 配位聚合物6-7 的合成
• 4.1.4 配位聚合物6-7 结构的测定
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 晶体结构
• 4.2.2 配位聚合物6-7 的红外光谱
• 4.2.3 配位聚合物6 的热重分析
• 4.2.4 配位聚合物 6 的磁性
• 4.3 小结
• 第5章 手性羧酸配体与镉、铜构筑的配位聚合物的合成、结构及表征
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 使用仪器
• 5.1.2 实验试剂
• 5.1.3 配位聚合物8-9 的合成
• 5.1.4 配位聚合物8-9 结构的测定
• 5.2 结果和讨论
• 5.2.1 晶体结构
• 5.2.2 配位聚合物8-9 的红外光谱
• 5.2.3 配位聚合物9 的热重分析
• 5.2.4 配位聚合物9 的粉末衍射
• 5.3 小结
• 第6章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表论文