柔性多羧酸配体构筑的配位聚合物的合成、结构及磁性质研究

【摘要】： 由于金属有机配位聚合物与超分子化学是集基础和应用研究于一体的新兴研究领域,它对于研究选择性分离、不对称催化、磁性等新材料方面显示了潜在的应用前景而将成为21世纪化学和材料学科中最为活跃的研究领域之一。本文主要探讨利用溶剂热合成技术合成出的具有不同系列的基于柔性多羧酸配体构筑的配位聚合物,并研究其相关性质。本文共分五部分： 引言部分系统地介绍了配位聚合物的概念、发展历程和合成方法、羧酸配体构筑的配位聚合物的研究进展以及本课题的选题意义和所取得的进展。 第二章介绍了由三(2-羧乙基)异氰脲酸(H3tci)和二(2-羧乙基)异氰脲酸(H3bci)构筑的四种配位聚合物[Cu5(tci)2(OH)2(H2O)8][Cu2(tci)2]·11H2O (1), [Zn(tci)][(CH3)2NH2]·2.5H2O (2), [Cu(Hbci)(H2O)]·1.5H2O (3), Zn(Hbci)(H2O)3(4)。1是一种新颖的由一种配体和金属离子构筑的离子型化合物,包含CdI2-型阴离子层、五核铜簇阳离子和(H2O)18水簇。2是CdI2-型拓扑结构的二维层,3是一个含有桨轮型双核铜建筑单元的链状结构,4是一个含有无限Zn-O-Zn链的二维层状结构。 第三章描述了由三(2-羧乙基)异氰脲酸(H3tci)和含氮桥联配体与铜、锌离子在溶剂热条件下构筑的六个配位聚合物,[Zn3(tci)2(bpy)1.5(H2O)2]·6H2O (5), [ZnNa(tci)(bpy)0.5(H2O)]·2H2O (6), [Zn2(tci)(trz)]·H2O (7), [Cu(Htci)(bpy)]·H2O(8), [Cu(H2tci)2(bpy)(H2O)]·2H2O(9), [Cu3(tci)2(bpp)2(H2O)]·3H2O (10).并对他们的拓扑结构做了详细的分析。5是一个三维的三重穿插的配位聚合物,6是三维的二重穿插的配合物。8是二重穿插的具有CdSO4-型拓扑学的三维框架。10是一个复杂的三维结构,可以简化为(3,4,6)-连接的网络。 第四章介绍了利用三(2-羧乙基)异氰脲酸和二(2-羧乙基)-异氰脲酸分别与硝酸钆在溶剂热条件下反应,成功合成出两个具有不同磁性的三维配位聚合物[Gd(tci)(H2O)]·DMF·2H2O (11)和[Gd(bci)(H2O)]·2H2O (12),尽管11和12都是三维结构,但从磁性角度分析二者都可以看做一维的链来处理,虽然二者结构中都含有相似的Gd-(μ-O)2-Gd链,但由于二者链中Gd(Ⅲ)…Gd(Ⅲ).距离的不同,导致它们具有不同的磁性,配合物11是反铁磁性的,12是铁磁性的,决定二者磁性的主要因素是二者链中Gd(Ⅲ)…Gd(Ⅲ)的距离,而不是链中Gd-O键键长的差距,这一结论正好跟T.Hughbanks教授发表在美国化学会志上的推论相反。 结论部分对所合成的十二个配位聚合物的结构特征和性质做了总结,阐明了柔性多羧酸配体在构筑配位聚合物方面的优势,并概括了影响配位聚合物结构的因素。