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超分子配合物的设计、合成及结构研究

林建国  
【摘要】:近年来,以有机羧酸为构筑块组装新型的金属有机超分子配合物已成为人们研究的热点。羧酸化合物具有丰富的配位结构类型,苯甲酸根主要有以下五种配位方式:1) 单齿配位;2) 螯合双齿配位;3) 双齿配位;4) 桥连单齿配位;5) 螯合、桥连双齿配位。它们形成的超分子配合物往往具有新颖的拓扑结构和广阔的应用前景,例如在催化、光电、医药、磁性及多孔材料等方面的应用。 配体和中心离子可以通过自组装过程有望得到具有预期结构和性质的超分子配合物。然而影响分子自组装的因素是多方面的,如配体的结构、金属离子的配位构型、溶剂、氢键及π-π的相互作用等对自组装有很大的影响,其中配体的选择是最重要的影响因素。 本文中选用了邻硝基苯甲酸和邻菲罗啉混配与过渡金属离子形成多元功能配合物以及邻硝基苯甲酸和烟酰胺混配与过渡金属离子形成超分子配合物。另外还选用吡啶-4-羧酸根,二(4-吡啶基)乙烯,4-磺酸-邻苯二甲酸二铵盐等桥联配体进行各式各样的混配自组装。在合成方法上,采用溶剂挥发法和水热法两种合成制备方法,探索不同反应条件对结果的影响。 本文由以下三个部分组成: 1.用邻硝基苯甲酸根分别与邻菲罗啉、烟酰胺混配和过渡金属离子自组装得到五个配合物单晶。配合物2[Zn(phen)(o-nitrobenzoic)_2(H_2O)]为单核晶体,配合物1 [Cu(o-nitrobenzoic)_2(phen)]为双核结构;配合物3 [Cu(o-nitrobenzoic)_2(nicotinamide)_2]·2H_2O是通过氢键形成的一维结构,配合物4 [Co(o-nitrobenzoic)_2(nicotinamide)_2(H_2O)_2]·2H_2O和配合物5 [Cd(o-nitrobenzoic)_2(nicotinamide)_2(H_2O)_2]-2H_2O是通过分子间的氢键形成的二维网状结构。与配合物4和配合物5比较,配合物3虽然与它们具有同样的配体,但是中心离子周围的配位环境不同,所以它们呈现不同的超分子结构。 2.邻硝基苯甲酸根与二(4-吡啶基)乙烯混配得到配合物6[Zn(dpe)(o-nitrobenzoic)_2]_n,是一维锯齿状的配位聚合物。用吡啶-4-羧酸根、烟酰胺混配得到了二维的配位聚合物7[Pb(pyridine-4-carboxylic)_2]_n。还有通过SCN~-


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