2-羟基喹啉-4-羧酸和1,2,3-三唑-4,5-二羧酸构筑的配位聚合物的合成、结构及性质

【摘要】： 配位聚合物不仅具有丰富的拓扑结构,而且在催化、分子导体、发光材料、分子磁体、非线性光学等领域有着广阔的应用前景。研究表明有机配体和金属离子的配位性质对配位聚合物结构和功能有着决定性的影响,其他影响因素如阴离子,模板剂、溶剂、反应物的摩尔比、反应体系的pH值等起协同调控作用。因此,有目的的控制合成具有预期结构与性能的配位聚合物一直是化学家所追求的目标。近年来,人们利用含N杂环羧酸配体构筑出大量具有新颖拓扑结构的金属-有机配位聚合物。本论文采用水热法和溶剂法以2-羟基喹啉-4-羧酸(H_2hqc)和1,2,3-三唑-4,5-二羧酸(H_3tda)为主要的配体,辅以辅助配体与Zn~(2+),Cd~(2+)等过渡金属离子以及镧系金属离子构筑出了17个化合物,并对它们的晶体结构和性质进行了表征,进而探讨配体、金属离子对化合物结构的影响。 1.以2-羟基喹啉-4-羧酸为配体,分别在水热条件下和溶剂法合成条件下与过渡金属Zn~(2+) , Ni~(2+)离子反应合成了两个新颖的化合物,它们的分子式分别为[Zn_5(hqc)_4(μ3-OH)_2]_n (1)和[Ni(hqc)_2(H_2O)_2] (2)。探讨了金属离子的配位几何以及反应条件对产物结构的影响。最后还对化合物的荧光性质进行了研究。 2.以1,2,3-三唑-4,5-二羧酸为配体,以2,2′-联吡啶(2,2′-bipy)等含氮的中性有机分子作为第二配体,在水热条件下分别与Zn~(2+),Cd~(2+),Co~(2+),Pb~(2+)等过渡金属离子构筑了8个新的配合物。配合物{[Cd_3(tda)_2(pyim)_3]·3H_2O}_n (7)为一维柱状结构, {[Zn_3(tda)_2(bipy)_2(H_2O)_2]·4H_2O}_n (3)和{[Cd_3(tda)_2(bipy)_3]·5H_2O}_n (4)为二维层状结构,其他的五个化合物[Zn_2(tda)(tz)(H_2O)_2]·H_2O (5) , [Zn_2(tda)(tz)(H_2O)_2]·H_2O (6) ,[Cd_7(tda)_4(pz)(Ac)(H_2O)_7]·3H_2O (8),[Co_5(tda)_4(H_2O)_8]_n (9),和[Pb(tda)]n (10)均为三维结构。同样探讨了金属离子的配位几何,以及配体的配位模式,同时对第二配体对结构的影响进行了讨论,考察了配合物的荧光性质。 3.同样以1,2,3-三唑-4,5-二羧酸为配体,与稀土金属离子反应,得到了7个同构的手性金属有机配合物[Ln(tda)(H_2O)]·2H_2O (Ln = La(11), Ce(12), Pr(13), Nd(14), Eu(15), Sm(16), Gd(17))。对配合物的手性结构特点进行了讨论,并对它们的荧光性质和磁学性质进行了研究。