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β-二酮衍生物及其过渡金属配合物的合成、表征和性质研究

舒慧明  
【摘要】: 近年来,在超分子化学和晶体工程领域,新颖而独特的有机配体的设计与合成越来越成为众多化学家研究的热点。这是因为,新颖而独特的有机配体有利于构筑特定结构和特定功能的超分子配合物。此类课题的研究可以拓展有机-无机材料在非线性光学、分子识别、离子交换、催化、磁性、生物活性等方面的应用范围。β-二酮类化合物作为经典的含氧配体,长期以来,一直是众多化学家所钟爱的优良配体之一。在本论文中,综述了β-二酮类配体在配位化学领域的国内外研究进展,合成了6种未见文献报道的β-二酮类配体,并以它们为主体配体,合成了12种过渡金属的配合物。主要开展的工作分以下两个部分: 一、以对称与不对称配体为合成指导思想,合成6种新型的β-二酮衍生物配体:2,6-双(3’-苯基-1’,3’-丙二酮基)吡啶-N氧化物(H_2L1)、2-(3’-苯基-1’,3’-丙二酮基)-6-吡啶甲酸-N氧化物(H_2L2)、2-(3’-(3’-萘基)-1’,3’-丙二酮基)-6-吡啶甲酸-N氧化物(H_2L3)、2,6-双(3’-苯基-1’,3’-丙二酮基)吡啶(H_2L4)、2-(3’-苯基-1’,3’-丙二酮基)-6-吡啶甲酸(H_2L5)、1,4-双(3’-甲基-1’-苯基-5’-吡唑啉酮-4’-基)苯二酮(H_2L6)。通过IR、UV-vis、~1H NMR对6种化合物进行了表征,通过X-射线衍射测定了H_2L2、H_2L3、H_2L4、H_2L6的晶体结构,讨论了它们的结构特点。室温下荧光研究表明,在340 nm波长激发下,H_2L4在460 nm处有强的蓝光发射,与H_2L4的溶液中的荧光对比显著蓝移。 二、运用晶体工程方法,以过渡金属离子为主要研究对象,构筑了一系列以β-二酮为主体配体的配合物。其中双核配合物8个:[Mn_2(L2)_2py_4]·2py(1)、[Zn_2(L2)_2py_4]·py(2)、[Mn_2(L2)_2(phen)_2](3)、[Zn_2(L2)_2(phen)_2]·DMF(4)、[Cu_2(L2)_2(DMF)_2](5)、[Ni_2(L2)_2py_4]·2py(6)、[Ni_2(L3)_2(DMF)_4]·2DMF(7)、[Zn_2(L3)_2py_4]·py(8)(phen:1,10-phenanthroline,py:pyridine,DMF:N,N-dimethylformamide);文献少见报道的不对称同三核配合物2个:[Mn_3(L1)_3]·1/2H_2O(9)、[Zn_3(L1)_3]·1/2H_2O(10);四核超分子化合物1个:[Ni_2(L2)_2(DMF)_2py_2][Ni_2(L2)_2(DMF)_2(H_2O)_2](11);具有新颖结构的配位聚合物1个:[Cd_2(L2)_2(4,4'-Bipy)]·CH_3OH(12)(4,4’-Bipy:4,4'-bipyridine)。通过变温磁化率的测定及磁学拟合,证明在配合物9中三个不对称锰离子存在反铁磁交换。同时还研究了配体H_2L1、H_2L2及其配合物2、4、10、12的荧光性质,讨论了荧光性质与化合物结构之间的关系。


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