均三嗪衍生物功能配合物的合成、晶体结构及性质

论文摘要

含氮杂环化合物因其结构新颖、配位模式多样,在超分子自组装中能形成几何构型各异的配合物,在多孔材料、非线性光学材料和磁性材料等方面具有十分广泛的应用价值。本文通过调研文献,合成了两种以三嗪环为母体的含氮杂环化合物,并与Zn分族过渡金属盐自组装得到了一系列过渡金属配合物,研究了它们的线性光学性质和热力学稳定性,并结合理论计算,应用晶体学工程的方法深入研究了配合物晶体中分子堆积的特征,主要研究内容如下：1)以三聚嗪氯为原料,通过亲核取代反应合成了两种三嗪配体L1和L2,运用红外、1H NMR、质谱和元素分析对两种化合物进行了表征。热重分析显示,两配体的分解温度均在200℃以上,具有良好的热稳定性。同时,通过固体紫外和固体荧光光谱,研究了它们的线性光学性质,结果表明,两配体在凝聚态时都能在400 nm以上发射荧光,有望在固体发光材料方面应用。2)分别将配体L1和L2在不同条件下与Zn分族过渡金属盐进行了自组装,得到了L1与HgX2（X=SCN,I,Br,Cl）的配合物单晶和L2与HgI2的配合物单晶,利用x-射线单晶衍射对晶体结构进行了解析,研究了两个配体与Hg盐形成的配合物的配位模式,研讨了超分子结构中弱作用的类型和强度,证明了弱作用对晶体堆积的影响。同时,结合理论计算,验证了L1与HgX2（X=SCN,I,Br,Cl）系列配合物中过长的Hg-N键的强度和类型。3)在L1与Zn分族金属盐自组装的过程中,得到了两种未预期的晶体结构,通过对晶体结构的解析,确认是配体与溶剂发生亲核取代反应的产物,为超分子自组装中溶剂的选择和亲核取代反应中催化剂的选择提供了参考。4)通过对L1和L2与HgX2（X=SCN,I,Br,Cl）形成的配合物凝聚态线性光学性质研究,发现两配体在形成配合物后,荧光发射峰均有一定程度的红移,特别是L2与HgX2的系列配合物,均红移到了470 nm左右,处在蓝绿光的位置,具有一定的应用前景。热重分析表明,两配体在形成配合物后,对热稳定性大幅度增强。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• §1.1 引言
• §1.1.1 晶体学工程简介
• §1.1.2 配位化学和超分子化学进展
• §1.2 有机过渡金属配合物的研究概况
• 10构型过渡金属形成的配合物'>§1.2.1 含氧配体与d¹⁰构型过渡金属形成的配合物
• 10构型过渡金属形成的配合物'>§1.2.2 含硫配体与d¹⁰构型过渡金属形成的配合物
• 10构型过渡金属形成的配合物'>§1.2.3 含氮配体与d¹⁰构型过渡金属形成的配合物
• §1.3 均三嗪衍生物的配位化学概况
• §1.3.1 均三嗪衍生物的配位模式
• §1.3.2 均三嗪衍生物与过渡金属的配合物
• §1.3.3 均三嗪衍生物与含氧配体的超分子自组装
• §1.3.4 含氧化合物作为第二配体的均三嗪过渡金属配合物
• §1.4 均三嗪类配合物的功能
• §1.4.1 分子载体
• §1.4.2 发光材料
• §1.5 选题的依据和目的
• 参考文献
• 第二章 吡唑三嗪配体和配合物的合成、表征和性质研究
• §2.1 2,4,6-三（1-吡唑基）-1,3,5-三嗪的合成、表征及性质研究
• §2.1.1 仪器与试剂
• §2.1.2 2,4,6-三（1-吡唑基）-1,3,5-三嗪的合成
• §2.1.3 配体L1的线性光学性质研究
• §2.1.3.1 实验仪器
• §2.1.3.2 配体L1的固体紫外可见光谱
• §2.1.3.3 配体L1的固体单光子荧光发射谱
• §2.1.4 配体L1的热重分析
• §2.2 吡唑三嗪配合物的合成、表征及性质研究
• §2.2.1 实验部分
• §2.2.1.1 试剂、实验仪器及条件
• §2.2.1.2 配合物的合成
• §2.2.2 晶体数据的采集和结构解析
• §2.2.3 晶体结构讨论
• §2.2.3.1 配合物1的晶体结构
• §2.2.3.2 配合物2的晶体结构
• §2.2.3.3 配合物3的晶体结构
• §2.2.3.4 配合物4的晶体结构
• §2.2.3.5 配合物5的晶体结构
• §2.2.3.6 化合物6的晶体结构
• §2.2.4 利用DFT计算配合物1-4的Hg-N键分裂能
• §2.2.5 配合物1-4的线性光学性质研究
• §2.2.5.1 实验仪器
• §2.2.5.2 配合物1-4的固体紫外可见光谱
• §2.2.5.3 配合物1-4的固体单光子荧光发射谱
• §2.2.6 配合物1-4的热重分析
• §2.3 本章小结
• 参考文献
• 第三章 咪唑三嗪配体和配合物的合成、表征和性质研究
• §3.1 2,4,6-三（1-咪唑基）-1,3,5-三嗪的合成、表征及性质研究
• §3.1.1 仪器与试剂
• §3.1.2 2,4,6-三（1-咪唑基）-1,3,5-三嗪的合成
• §3.1.3 配体L2的线性光学性质研究
• §3.1.3.1 实验仪器
• §3.1.3.2 配体L2的固体紫外可见光谱
• §3.1.3.3 配体L2的固体单光子荧光发射谱
• §3.1.4 配体L2的热重分析
• §3.2 咪唑三嗪配合物的合成、表征及性质研究
• §3.2.1 实验部分
• §3.2.1.1 试剂、实验仪器及条件
• §3.2.1.2 配合物的合成
• §3.2.2 晶体数据的采集和结构解析
• §3.2.3 晶体结构讨论
• §3.2.3.1 配合物8的晶体结构
• §3.2.4 配合物7-10的线性光学性质研究
• §3.2.4.1 实验仪器
• §3.2.4.2 配合物7-10的固体紫外可见光谱
• §3.2.4.3 配合物7-10的固体单光子荧光发射谱
• §3.2.5 配合物7-10的热重分析
• §3.3 本章小结
• 参考文献
• 第四章 全文总结和展望
• §4.1 全文总结
• §4.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢