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有机基团取代的多钼氧酸盐的合成、结构及性质研究

史亚鹏  
【摘要】:多金属氧酸盐作为一类独特的金属-氧簇化合物,具有引人注目的光,电性质(如光致变色,电致变色),导电性,及氧化还原活性。多金属氧酸盐分子再加上有机共轭分子,提供了组装共价连接的分子杂化材料的可能性,因为多金属氧酸盐的d电子和有机化合物的π电子可以在分子水平上相互作用。在过去十几年里,这种材料受到人们广泛关注,并在发光二极管,晶体管,固态激光等方面得到应用。在多金属氧酸盐的有机共价衍生物中,有机亚胺的衍生物尤为引人注目。 随着多酸化合物的合成进入分子剪裁和组装时代,在有机模板剂的调节作用下,一批结构新颖的多酸化合物层出不穷。由于多酸化合物在催化、药物、材料科学方面的潜在应用,本论文在系统地对国内外文献总结的基础上,对几个多钼酸盐与芳香胺和氨基酸形成的超分子化合物的合成、结构和谱学性质进行了研究,探讨了二者相互作用的反应活性点,并对其反应机理进行了推测。本论文追踪这一前沿展开工作,我们使用较为简单的原料在温和的反应条件下,合成了三种结构新颖的芳香胺的共轭衍生物[n-Bu_4N]_2[Mo_6O_(17)(=NC_6H_3(MeO)_2-o,p)_2](Ⅰ),[n-Bu_4N]_2[Mo_6O_(17)(≡NC_6H_3-2-C_2H_5-6-CH_3)_2(Ⅱ),[n-Bu_4N]_2[Mo_6O_(17)(=NC_6H_3-2-CH(CH_3)_2-6-CH_3)_2]·H_2O(Ⅲ)和一种氨基酸的共价衍生物K_4[Mo_8O_(26)(CH_3CH(NH_3)CO_2)_2]·4H_2O(Ⅳ),并测定了它们的晶体结构。同时,我们在无水乙腈中合成杂多酸盐有机亚胺衍生物以期望获得结构类似哑铃型化合物时,却意外地得到一个有[Mo_6O_(19)]~(2-)和α-[Mo_8O_(26)]~(4-)两阴离子共存的晶体[n-Bu_nN]_8[Mo_6O_(19)]_2[α-(Mo_8O_(26))](Ⅴ)。以我们目前现有的知识,它应属于首例有[Mo_6O_(19)]~(2-)和α-[Mo_8O_(26)]~(4-)两种阴离子共存于同一晶体的报道。事实上,多酸盐的pH-依赖性和水解反应复杂性给这样的共存增添了困难。化合物(Ⅴ)的合成为多酸大家族又引进了一个新成员,这是非常及时和有意义的工作。这一结果也提供了一条有用信息来发展基于不同多酸盐分子构件的晶体工程。 本文对上述五个新化合物进行了元素分析、IR、UV-vis及X-射线单晶结构解析的表征,讨论了它们的晶体结构。并选择性地对部分化合物进行了~1H NMR及热分析研究。


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