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修饰的芳香环羧酸构筑的配合物合成、结构及性质研究

关丽  
【摘要】: 配位聚合物不仅具有迷人的结构,而且在气体存储、化学分离、催化、非线性光学等领域有着广阔的应用前景,近些年已经引起科学家们的广泛关注。其中,通过功能化和修饰配体来构筑结构新颖的配合物是晶体工程中的一项有意义的工作。研究表明:有机配体的种类,金属离子的配位模式是影响配合物结构和性质的决定因素,而反应物的配比、温度、pH值等因素在合成过程中起到协同影响的作用。芳香环羧酸由于含有大的π电子体系,更有利于电子的传递,此外,羧基配位模式丰富,易于构筑结构新颖的配合物。其中1,4-对苯二甲酸(1,4-BDC)和1,3-间苯二甲酸(1,3-BDC)常用于配合物的合成,但在苯环引入大的取代基团修饰该类配体来构筑配合物还很少报道。本文利用四种修饰的芳香环羧酸(1,4-BDC和1,3-BDC等)作为主配体,与过渡金属离子反应构筑结构新颖的配位聚合物,并且讨论了这类配合物的合成条件及规律。 在水热和常温条件下,通过分子自组装构筑了九种结构新颖的配合物。通过元素分析、IR、和X-射线单晶衍射对其结构进行了表征,并对配合物的热稳定性、荧光性质及磁学性质进行了初步研究。主要成果如下: 1、利用修饰的1,4-对苯二甲酸(H2L1 = 2,5-二苯甲酰基对苯二甲酸)为主配体与金属CoII在水热条件下反应,合成了两种结构新颖的配合物。分别是:{[Co2(L1)1.5(OH)(H2O)2]·2H2O} (1)和[CoL1(bpp)] (2) (bpp = 1,3-二吡啶基丙烷)。1是由羧酸配体桥连四核钴氧簇形成的具有(412·63)拓扑的三维网络结构;2是二维层状结构。1和2的变温磁化率研究表明其均存在反铁磁性耦合。 2、利用修饰的1,3-间苯二甲酸(H2L2 = 2,4-二苯甲酰基间苯二甲酸, H2L3 = 2,4-二(4-甲基苯甲酰基)间苯二甲酸)为主配体,含氮配体为第二配体,与NiII和CoII离子反应,水热条件和常温条件下合成了五种新颖的配合物。分别是:[Ni2(L2)2(bpp)2(μ2-H2O)] (3),[Ni(L2)(4,4′-bpy)(H2O)] (4),[Co2(L2)2(2,2′-bpy)2(H2O)2] (5),{[Co(L3)(4,4′-bpy) (H2O)2]-·3H2O} (6)和[Co(L3)(4,4′-bpy)] (7) (4,4′-bpy = 4,4′-联吡啶,2,2′-bpy = 2,2′-联吡啶)。3是具有(36·48·57)拓扑的三维网络,结构中包含两种单螺旋链;4,6和7均是二维层状结构;5是零维单分子结构。对3、6和7的热稳定性做了研究,并且进一步研究了3的变温磁化率,结果表明NiII之间存在铁磁性。 3、利用2-苯甲酰基苯甲酸(BYBAH)配体,4,4′-bpy和CoII或ZnII离子在水热反应条件下合成了两种配合物: {[Co(BYBA)2(4,4′-bpy)(H2O)2]·H2O} (8)和[Zn(BYBA)2(4,4′-bpy)] (9)。8是一维直链结构;9是一维Z字型链结构。并对配合物的固态荧光性质做了研究,与配体相比表现为蓝移。


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