(2-羟基-6-苯基嘧啶-4-基)甲磺酸及其碱土金属配合物的合成、结构与性质

论文摘要

本文以苯甲醛、乙酰乙酸乙酯、尿素（或硫脲）为原料，通过Biginelli反应和磺化反应，合成了两种水溶性的磺酸化合物：（2-羟基-6-苯基嘧啶-4-基）甲磺酸（HLA）、羧基甲磺酸（H2LB）。利用X-射线单晶衍射、质谱、红外光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、荧光分析等方法表征了（2-羟基-6-苯基嘧啶-4-基）甲磺酸（HLA）的结构和荧光性质。以上述2个化合物作为配体，采用水热法与碱土金属离子反应，合成出未见文献报道的3个分别具有零维、二维、三维结构的金属-有机磺酸配合物：[Mg（H2O）6]（LA）2（1）、[Ca（H2O）3（LA）]n（2）、[Ba（LB）]n（3），且对其进行了单晶结构、粉末衍射、IR、荧光和热重-差热的测定。配合物1中，来自六个水分子中的氧原子与Mg2+形成典型的六配位的八面体空间构型，HLA没有同Mg2+配位，而是以抗衡阴离子的形式存在；各个HLA中磺酸基上的氧原子和羟基上的氧原子以氢键的形式形成三维立体结构的金属-有机磺酸配合物。配位聚合物2中，三个水分子中的氧原子、三个HLA中磺酸基上的氧原子、嘧啶环上的氮原子和氧原子与碱土金属Ca2+配位形成五角双锥结构。HLA中参与配位的氮原子和氧原子与金属离子螯合和桥联产生层状结构的金属-有机磺酸配合物。配位聚合物3中，九个氧原子与Ba2+配位形成三维网状结构的聚合物，其中五个氧原子来自于两个HLB分子提供的磺酸基氧原子，三个氧原子分别来自于前面两个HLB的羧基氧原子，另外一个氧原子来自于第三个HLB分子提供的羧基氧原子。HLB中磺酸基上的三个氧原子与三个Ba2+桥联配位，其中两个氧原子还螯合第四个Ba2+，HLB中羧基上的2氧原子与Ba2+螯合配位，其中一个氧原子螯合两个Ba2+，从而形成金属-有机磺酸配位聚合物。配合物1的固态荧光发射主要归属为HLA配体内的荧光发射，与HLA的荧光强度相比强度有所增加，可能是由于其形成了较复杂的分子间氢键。配位聚合物2的荧光发生了紫移，强度也有较大的增强，这可能是由于配体与金属形成配位聚合物后，发生了配体向金属的电子转移或金属向配体的电子转移；另外增加了配体的刚性，减少了配体内的能量损失。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 前言
• 1.1 有机磺酸配合物的研究意义
• 1.2 碱土金属配合物
• 1.2.1 碱土金属的配位特点
• 1.2.2 碱土金属配合物的的应用研究现状
• 1.3 嘧啶酮磺酸碱土金属配合物的研究现状
• 1.4 羧基甲磺酸金属配合物的研究现状
• 1.5 选题依据和研究方案
• 1.5.1 选题依据
• 1.5.2 研究方案
• 第二章 实验部分
• 2.1 磺酸金属化合物的合成
• 2.1.1 实验试剂和仪器
• 2.1.2 配体的合成
• 2.1.3 （2-羟基-6-苯基嘧啶-4-基）甲磺酸配合物的制备
• 2.1.4 羧基甲磺酸配合物的制备
• 2.2 谱学表征
• 2.2.1 核磁共振（NMR）
• 2.2.2 红外光谱（IR）
• 2.2.3 荧光光谱（PL）
• 2.2.4 紫外光谱（UV）
• 2.2.5 热重（TG）- 差热（DTA）分析
• 2.3 X 射线衍射实验和单晶结构分析
• 2.3.1 X 射线衍射实验
• 2.3.3 单晶结构分析
• 2.3.4 X-ray 粉末衍射
• 第三章 配体的结构与性质
• 3.1 （2-羟基-6-苯基嘧啶-4-基）甲磺酸（HLA）
• 3.1.1 晶体结构
• 3.1.2 红外光谱
• 3.1.3 荧光光谱
• 3.2 磺基乙酸（H2LB）
• 3.2.1 红外光谱
• 3.3 5-乙氧羰基-4-苯基-6-甲基-3,4-二氢嘧啶-2（1H）-硫酮（HLC）
• 3.3.1 单晶结构分析
• 3.3.2 红外光谱
• 第四章 （2-羟基-6-苯基嘧啶-4-基）甲磺酸碱土金属配合物的结构与性质
• 4.1 配合物 [Mg（H2O）6] （LA）2（1）
• 4.1.1 晶体结构
• 4.1.2 红外光谱
• 4.1.3 粉末衍射
• 4.1.4 热重（TG）- 差热（DTA）分析
• 4.2 配位聚合物 [Ca（H2O）3LA]n（2）
• 4.2.1 晶体结构
• 4.2.2 红外光谱
• 4.2.3 粉末衍射
• 4.2.4 热重（TG）- 差热（DTA）分析
• 4.3 配合物的荧光性质
• 第五章 羧基甲磺酸配合物的结构与性质
• 5.1 配位聚合物 [BaLB]n（3）
• 5.1.1 单晶结构分析
• 5.1.2 红外光谱
• 5.1.3 粉末衍射
• 第六章 结论
• 附录一：配合物的晶体学数据
• 附录二：配合物的非氢原子坐标及热参数
• 附录三：部分化合物的红外光谱图
• 附录四：部分化合物的核磁数据
• 附录五：部分化合物的质谱数据
• 附录六：部分化合物的紫外光谱数据
• 参考文献
• 攻读学位期间发表论文
• 致谢