氮杂环与羧基桥联的配位聚合物的合成、结构与性质

【摘要】：金属有机骨架材料(MOFs)是由含氧、氮等的多齿有机配体与金属离子自组装而成的配位聚合物。由于其具有新奇的拓扑结构和在气体吸附、分子磁性、催化、非线性光学材料等方面的应用前景而引起人们的广泛关注。设计合成新型的配体来构筑结构、性能更加优良的金属有机配位聚合物是当前的研究热点。本论文研究内容主要包括以下两个方面: 有机配体的选择、设计与合成:选择刚性芳香环羧酸类配体四氯对苯二甲酸作为构筑MOFs材料的前体之一。同时,通过咪唑和1,4-二溴丁烷反应得到1,1′-(1,4-丁基)二咪唑(bbi),产率为45.15%,以此作为构筑MOFs材料中的柔性辅助配体。此外,以吡啶为起始原料,通过氧化、硝化、溴化、还原、酸化等反应得到对溴吡啶盐酸盐,以此为合成目标产物的一个中间体;同时,以3,5-二甲基溴苯为起始原料,经格式反应和氧化反应,得到3,5-二羧基苯硼酸,其与对溴吡啶盐酸盐发生Suzuki偶联反应,得到目标产物配体4-(4-吡啶)-3,5-间苯二甲酸,转化率为24.91%。 金属有机配位聚合物的合成、结构与性质的研究:以2,3,5,6-四氯对苯二甲酸为配体,通过扩散法得到配位聚合物[Ni(C_8Cl_4O_4)(C_5H_5N)_3(H_2O)]·2C_5H_5N 1 ,[Co(C_8Cl_4O_4)(C_5H_5N)3(H_2O)]·2C_5H_5N 2;此配体和柔性配体1,1′-(1,4-丁基)二咪唑作用,通过挥发法得到配位聚合物[Cu(C_8Cl_4O_4)(bbi)_4]·3H_2O 3。通过红外光谱、元素分析、热重分析、X射线单晶衍射等对其进行结构表征和性质研究。结果表明晶体1和2为相似的一维锯齿链状结构,而晶体3为三维网状结构,且构型为新型的4~46~(11)类拓扑结构。