氧中心羧酸桥连多核配合物的合成、结构及性质研究

论文摘要

过渡金属羧酸配合物在近代无机化学领域中起着重要的作用，尤其是以氧为中心羧酸桥连多核配合物近年来在许多方面越来越受到重视，原因在于某些重要的生命蛋白质、酶的活性位置具有这种结构。研究表明，氧为中心羧酸桥连多核配合物除了可以用作药物之外，在设计合成新型分子磁材料领域也具有举足轻重的地位。1965年Figgis和Robertson用X-射线单晶衍射法测定了第一个羧酸桥连铬（Ⅲ）的晶体结构。研究表明，在此配合物中，它包含一个Cr3O核，桥连氧原子是八面体配位的三个Cr（Ⅲ）的共同顶点，每一个CrⅢ…CrⅢ边被两个η1：η1：μ2-MeCO2-桥连。除了铬元素外，其它的金属像Fe、V、Rh、Ru等也有同样的结构，其通式为[M3（μ3-O）（μ-RCO2）6L3]·X．本论文以甲酸、乙酸、丙酸、一氯乙酸和苯甲酸钠为配体合成了十种氧中心羧酸桥连三核铁和铬的配合物；以2，2’-联吡啶、叠氮化钠为配体，培养出一种二核配合物的单晶；以吡嗪、乙醇、一氯乙酸为配体培养出四种三核配合物的单晶；通过元素分析、红外光谱、X-射线单晶衍射等分析手段探讨了上述配合物的结构，结果证明与目标配合物相符。在红外光谱中，二核配合物在～834 cm-1有强的Fe-O-Fe的反对称伸缩振动吸收，三核配合物在～670 cm-1有Fe3O核的反对称伸缩振动吸收。根据羧酸根表现的非对称伸缩振动、对称伸缩振动的数值，判断出了它们的桥连配位方式。单晶结构分析表明：[Fe3O（CH3CO2）6（Pz）2（H2O）]ClO4·2CH3CN·2H2O、[Fe3O（PhCO2）6（Pz）2（H2O）]ClO4·0.5CH2Cl2·0.5C5H12和[Fe3O（PhCO2）6（CH3CH2OH）3]ClO4通过分子之间的氢键作用形成了结构新颖的2-D超分子网状结构。二核配合物[Fe2O（PhCO2）2（2,2’-bpy）2（N3）2]·H2O分子之间存在着强的π-π堆积相互作用。（Et3NH）3[Fe3O（μ-CH2ClCO2）6（CH2ClCO2）3]ClO4分子内存在着强的氢键作用，并且这种配合物中的配阴离子部分在文献中是比较少见的。由于分子间的氢键作用（4，4’-bpyH2）Cl2形成了1-D链状结构。采用循环伏安法研究了[Fe3O（CH3CO2）6（H2O）3]NO3、[Fe3O（PhCO2）6（H2O）3]·NO3、[Fe3O（CH3CO2）6（Pz）2（H2O）]ClO4·2CH3CN·2H2O、[Fe3O（PhCO2）6（Pz）2（H2O）]ClO4·0.5CH2Cl2·0.5C5H12和[Fe3O（PhCO2）6（CH3CH2OH）3]ClO4的电化学性质。研究表明，它们都有一对准可逆氧化还原峰，由于轴向配体给电子能力不同，峰的位置也不同，轴向配体给电子能力越强，氧化还原峰越向负电势方向移动。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 氧中心羧酸桥连多核铁、铬中心的蛋白和酶
• 1.1.1 模拟LMWCr激励胰岛素受体激酶
• 1.1.2 铁蛋白
• 1.1.3 蚯蚓血红蛋白
• 1.1.4 紫色酸性磷酸酶
• 1.1.5 甲烷单加氧酶
• 1.1.6 核糖核苷酸还原酶
• 1.1.7 分子磁材料
• 1.2 氧桥多核铁配合物
• 1.2.1 氧桥双核配合物
• 1.2.2 氧桥三核配合物
• 1.2.3 氧桥四核配合物
• 1.2.4 氧桥六核配合物
• 1.2.5 氧桥八核配合物
• 1.2.6 氧桥十核配合物
• 1.2.7 氧桥十一核配合物
• 1.2.8 氧桥十七和十九核配合物
• 1.3 结束语
• 1.4 论文选题
• 第2章 实验部分
• 2.1 试剂与仪器
• 2.1.1 主要的仪器和测试
• 2.1.2 主要的试剂
• 2.2 原料的合成
• 2.3 新型配合物的制备
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 合成
• 3.2 新型配合物的红外光谱分析
• 3.2.1 配合物1的红外分析
• 3.2.2 配合物2的红外分析
• 3.2.3 配合物3的红外分析
• 3.2.4 配合物4的红外分析
• 3.2.5 配合物5的红外分析
• 3.3 新型配合物的晶体结构描述与讨论
• 3.3.1 配合物1的晶体结构
• 3.3.2 配合物2的晶体结构
• 3.3.3 配合物3的晶体结构
• 3.3.4 配合物4的晶体结构
• 3.3.5 配合物5的晶体结构
• 3.3.6 配体6的晶体结构
• 3.4 循环伏安测试
• 论文总结
• 参考文献
• 硕士期间论文发表情况
• 致谢