论文摘要
超分子二次球形配位是近年来发展起来的一种新型的超分子自组装方法。二次球形配位是指任何化学物质与金属络合物之间的相互作用,通常由两个相互作用的“球”构成。第一层球主要指传统的无机配合物；第二层球是指在第一层球的表面与金属络合物通过非共价键作用的二次配体。通过二次球形配位方法来构筑具有特定尺寸的隧道或者空穴实现对客体分子识别是其主要应用之一。本文设计合成了含N双齿配体N,N,N’,N’-四（α-萘甲基）乙二胺,简写为L,并通过核磁氢谱,红外光谱分析,P-XRD,X-射线单晶衍射表征结构,并对其荧光性质做了测试及分析,固体荧光测试表明,L呈现较强的荧光光学性质,其最大激发波长为278 nm,最大发射波长为389 nm,且有较强的荧光吸收峰。通过二次球形配位方法构筑了新型超分子化合物。质子化L为二次配体与金属络合物阴离子[MCl4]2- （M=Cu,Mn,Co）,以甲醇或乙醇分子做桥梁,通过N-H...O和O-H…Cl强氢键相互作用进行超分子配位,形成了新型二次球形超分子化合物（晶体1,2,3,4）,二氯甲烷作为客体分子有效的包结其中。结构分析表明甲醇或乙醇、二氯甲烷在晶体中起着不同的作用。甲醇或乙醇分子通过桥连作用,连接了[MCl4]2-与质子化的配体分子,而二氯甲烷分子是以弱的范德华力填充在超分子框架之中,P-XRD粉末衍射显示了二氯甲烷的离去和吸附过程。以质子化L为二次配体与金属络合物阴离子[CuBr4]2-之间通过N-H…Br强氢键相互作用进行二次球形配位,形成了具有双核铜的二次球形超分子化合物,包结物为[H2L]2+·[Cu2Br4]2-·[H2O]（晶体5）。此外,以质子化L为二次配体与金属络合物阴离子[ZnBr4]2-,形成了与晶体1-4相似的超分子包结化合物[H2L]2+·[ZnBr4]2-·[CH3OH]·[CH2Cl2]（晶体6）。探究了基于二次球形配位构筑的超分子结构对其配体荧光性能的影响,固体荧光测试表明,晶体1,2,5,荧光性能明显减弱,甚至猝灭,实现了二次球形配位化学对其荧光性能的有效控制。以晶体1为例,当二次配位结构被破坏之后,配体的荧光性能得到恢复,从而实现对基于二次球形配位构筑的超分子体系荧光性的可逆变化,实现了荧光的“开”与“关”。
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摘要ABSTRACT第1章 序言1.1 超分子化学1.1.1 超分子化学的理论基础1.1.2 超分子化学的自组装1.2 二次球形配位化学1.2.1 二次球形配位化学的概述1.2.2 二次球形配位化学研究的新思路1.2.3 二次球形配位化学的应用1.3 荧光分子传感器1.4 本实验组的研究工作1.5 本论文的研究思路和创新之处第2章 配体分子的合成、表征及结构的测定2.1 主要试剂与仪器设备2.1.1 主要试剂2.1.2 主要仪器及设备2.2 配体L的合成2.2.1 N,N,N',N'-四（α-萘甲基）乙二胺的合成路线（以下简称L）2.2.2 实验步骤2.2.3 配体L的结构表征2.2.4 X-射线单晶衍射测试2.2.5 粉末X-射线衍射实验2.3 本章小结4]2-（M=Cu,Mn,Co）构筑超分子框架及其包结性能的研究'>第3章 质子化L与[MCl4]2-（M=Cu,Mn,Co）构筑超分子框架及其包结性能的研究3.1 主要试剂与仪器设备3.1.1 主要试剂3.1.2 主要仪器及设备4]2-（M=Cu,Mn,Co）通过甲醇为桥连形成的超分子框架及其包结物的制备与结构'>3.2 质子化L与[MCl4]2-（M=Cu,Mn,Co）通过甲醇为桥连形成的超分子框架及其包结物的制备与结构3.2.1 晶体的制备及表征3.2.2 晶体X-射线单晶衍射测试3.2.3 晶体的结构分析3.2.4 晶体1,晶体2和晶体3的讨论与分析4]2-通过乙醇为桥连形成的超分子框架及其包结物的制备与结构'>3.3 质子化L与[CuCl4]2-通过乙醇为桥连形成的超分子框架及其包结物的制备与结构2L]2+·[CuCl4]2-·[CH3CH2OH]·[CH2Cl2]（晶体4）的制备及表征'>3.3.1 晶体[H2L]2+·[CuCl4]2-·[CH3CH2OH]·[CH2Cl2]（晶体4）的制备及表征3.3.2 晶体4的单晶X-射线衍射测试3.3.3 晶体4的结构分析3.3.4 晶体4的热重（TGA）分析3.4 对晶体1和晶体4的讨论3.4.1 甲醇,乙醇分子在晶体1和晶体4中的桥连作用3.4.2 晶体1和晶体4中客体分子二氯甲烷的离去与吸收3.5 本章小结2Br4]2-[ZnBr4]2-构筑二次球形超分子框架及其包结性能的研究'>第4章 质子化L与[Cu2Br4]2-[ZnBr4]2-构筑二次球形超分子框架及其包结性能的研究4.1 主要试剂与仪器设备4.1.1 主要试剂4.1.2 主要仪器及设备2Br4]2-二次球形超分子框架的构筑'>4.2 质子化L与[Cu2Br4]2-二次球形超分子框架的构筑2L]2+·[Cu2Br4]2-·[H2O]（晶体5）的制备及其表征'>4.2.1 晶体[H2L]2+·[Cu2Br4]2-·[H2O]（晶体5）的制备及其表征4.2.2 晶体5的X-射线单晶衍射测试与结构分析4]2-二次球形超分子框架的构筑'>4.3 质子化L与[ZnBr4]2-二次球形超分子框架的构筑2L]2+·[ZnBr4]2-·[CH3OH·CH2Cl2]（晶体6）的制备及其表征'>4.3.1 晶体[H2L]2+·[ZnBr4]2-·[CH3OH·CH2Cl2]（晶体6）的制备及其表征4.3.2 晶体6的X-射线单晶衍射测试与结构分析4.4 晶体5和晶体6的讨论与分析4.4.1 晶体5与晶体6的结构分析4.4.2 晶体5与晶体6包结性能的分析4.4.3 双核Cu对配体结构的影响分析4.5 本章小结第5章 二次球形配位对配体荧光性的影响5.1 荧光性的概述5.2 配体L荧光性的测定及表征5.3 二次球形配位对其荧光性能的影响5.3.1 配体L及其二次球形配位化合物的荧光强度分析5.4 本章小结第6章 结论致谢参考文献附图攻读学位期间发表论文以及参加科研情况
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N,N,N’,N’-四（a-萘甲基）乙二胺构筑的超分子化合物及其性质的研究
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