本文選題：配合物　切入點：吡啶羧酸衍生物　出處：《中北大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：配位聚合物由于具有豐富的骨架結構和迷人的拓撲類型等特點備受關注,在熒光,磁性和氣體吸附與分離等方面具有潛在的應用價值。目前已有大量的晶體被合成,但由于合成過程受到很多因素的影響,所以實現(xiàn)定向合成還具有一定的挑戰(zhàn)性。吡啶羧酸衍生物類配體由于含有N和O兩種配位原子,具有豐富的配位模式而被廣泛應用。本文選擇吡啶羧酸衍生物3-(3-苯甲酸基)-6-羧基吡啶(H_2cppca)作為有機配體,在水熱與溶劑熱的合成條件下與過渡金屬和稀土金屬反應共合成13個配合物,并對它們進行紅外測試、熱重測試、單晶X射線衍射等表征,同時還研究了相關磁性,熒光性能以及吸附性能。主要內容如下:1.以3-(3-苯甲酸基)-6-羧基吡啶(H_2cppca)作為有機配體,在溶劑熱的條件下與過渡金屬Ni,Co,Cd,Cu和Mn合成了六個配合物:{Ni(cppca)(H_2O)_4·2H_2O}_n(1),{Co(cppca)(H_2O)_4·2H_2O}_n(2),{Cd_2(cppca)_2(H_2O)5}_n(3),{[Cd3(cppca)_2(H_2P2O7)(H_2O)_6]·2-H_2O}_n(4),{Cu(Hcppca)_2}_n(5),{[Mn7(cppca)_6(Hcppca)_2(H_2O)10]·2H_2O}_n(6)。其中1和2是同構的,金屬Ni和Co與配體螯合配位形成單核結構,進一步通過氫鍵連接形成3D超分子結構。3和4都是1D鏈狀結構,不同的是4的合成過程中加入焦磷酸,參與了配位,導致最終結構有差異。5為含有左右手性螺旋鏈交替排列組成的2D層狀結構,配合物6是一個復雜的3D網格結構,值得注意的是它表現(xiàn)出一種前所未有的(3,4,5)-連結的拓撲。同時,對配合物1,2,5,6進行了磁性能研究,均表現(xiàn)出弱的反鐵磁性。配合物3和4具有熒光性能,在紫外燈照射下發(fā)出強烈的藍光,通過研究不同溶劑分散液中的熒光發(fā)射,發(fā)現(xiàn)丙酮溶液能使3和4的熒光發(fā)生淬滅,表明3和4可以作為熒光探針檢測丙酮小分子。2.仍以H_2cppca作為有機配體,與金屬Zn鹽在水熱以及溶劑熱的條件下合成了三個配合物{Zn(cppca)_2(H_2O)_2}_n(7),[Zn(cis-cppca)(H_2O)]n(8),[Zn(trans-cppca)(H_2O)]n(9)。以水為溶劑在不同的溫度條件下得到了配合物7和8,在7中,配體H_2cppca與金屬離子Zn2+螯合配位形成了單核結構,進一步通過氫鍵連接形成3D超分子結構。8是一個2D褶皺層結構,進一步通過π···π堆積相互作用形成3D超分子結構。而在水和乙腈的混合溶液中得到了一個含有1D孔道的3D骨架配合物9,雖然8和9具有相同的分子式和配位模式,但由于配體中苯環(huán)與吡啶環(huán)相連的C-C鍵的旋轉角度不同,使8中配體呈現(xiàn)順式結構,9中的配體則是反式結構,導致最終形成了不同的骨架結構。我們對配合物8和9相關的熒光性能進行了研究,測試不同溶劑中配合物8和9的熒光發(fā)射,發(fā)現(xiàn)丙酮溶液對9的熒光有淬滅,而配合物8則沒有淬滅現(xiàn)象,因此配合物9表現(xiàn)出對丙酮的高度選擇性和敏感性。除此,我們還對9進行了吸附染料的實驗研究,發(fā)現(xiàn)對亞甲基藍和羅丹明B兩種染料有一定的吸附性能。3.以H_2cppca作為主要配體,選用草酸為輔助配體,與稀土硝酸鹽在水熱條件下合成了四個同構稀土配合物:Ln_2(cppca)_2(OX)(H_2O)_4(Ln=Eu(10),Tb(11),Pr(12)和Gd(13)),通過X-射線單晶衍射測定了配合物的晶體結構,表明它們具有一個3D開放式的骨架結構,其中H_2cppca與金屬離子配位形成柱狀結構,柱狀結構進一步通過草酸配體連接形成3D的骨架。配合物10,11在紫外燈照射下分別發(fā)出紅光和綠光,表明配體能夠有效的將能量轉移給Eu(Ⅲ)離子和Tb(III)離子,敏化Eu(III)和Tb(III)致其發(fā)光。
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【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O641.4

【參考文獻】

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本文編號：1606076