芳香族多元羧酸與含氮配體構(gòu)筑的配位聚合物的合成、結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、金屬配位聚合物以其迷人的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及在光學(xué)、氣體儲(chǔ)存、分子磁性和催化等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，而受到越來越多的關(guān)注。因此，合理的設(shè)計(jì)和構(gòu)筑具有特定功能的新型材料已經(jīng)成為重點(diǎn)課題。諸多有機(jī)配體中，芳香族多元羧酸往往能夠根據(jù)中心金屬離子的構(gòu)型而表現(xiàn)出靈活多變的配位模式，使所形成的配合物具有新穎的結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的性能，因此倍受青睞。另外，構(gòu)筑新型多功能配位聚合物的有效輔助手段是引入柔性的含氮輔助配體，諸如1，2-二(4-吡啶)-乙烷、1，3-二(4-吡

2、啶)-丙烷、1，2-二(咪唑)-乙烷、1，3-二(咪唑)-丙烷、1，4-二(咪唑)-丁烷等，這些配體不僅能夠采用順、反模式配位，而且在配合物的組裝過程中能夠自由旋轉(zhuǎn)以滿足中心金屬離子的構(gòu)型。本論文主要致力于研究5-取代基間苯二甲酸類、5-硝基-1，2，3-苯三酸以及含氮輔助配體在與過渡金屬離子構(gòu)筑配位聚合物的過程中，不同的官能團(tuán)以及不同的反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的影響。在水熱條件下得到了19個(gè)新型配位聚合物。并對(duì)這些配位聚合物進(jìn)行了X-

3、射線單晶衍射、紅外光譜、元素分析、熒光和磁性等性能表征。
　　 1.利用5-溴-間苯二甲酸和不同的咪唑類含氮輔助配體與醋酸鎳、醋酸鈷在水熱條件下合成得到了4個(gè)金屬配位聚合物，[Ni(5-Br-ip)(bip)(H2O)]n(1)，[Ni(5-Br-ip)(bib)]n(2)，[Co(5-Br-ip)(bip)]n(3)和[Co(5-Br-ip)(bip)]n(4)，用元素分析、紅外光譜對(duì)配合物進(jìn)行了表征。并且對(duì)它們的合成、結(jié)構(gòu)以

4、及配合物2、3的磁性做了進(jìn)一步的研究。
　　 2.利用5-甲基-間苯二甲酸以及含不同長(zhǎng)度碳鏈的吡啶類輔助配體與醋酸銅、醋酸鈷、醋酸鎳在水熱條件下反應(yīng)合成了6個(gè)金屬配位聚合物，[Cu2(mip)2(bpa)]n(5)，[Cu2(mip)2(bpe)]n(6)，{[Co2(mip)2(bpa)2]｝n(7)，{[Co2(mip)2(bpp)2]｝n(8)，{[Ni(mip)(bpa)]｝n(9)，{[Ni(mip)(bpp)(H2O

5、)]｝n(10)，并研究了配合物的結(jié)構(gòu)、紅外光譜。進(jìn)一步研究了這些物質(zhì)的變溫磁化率，結(jié)果顯示，5中的銅離子之間、8中的鈷離子之間均是反鐵磁相互作用，而9和10的鎳離子之間是弱的鐵磁相互作用。
　　 3.利用5-溴-間苯二甲酸和4-溴-間苯二甲酸在相似的條件下和不同的吡啶類含氮輔助配體水熱合成出7個(gè)Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)配位聚合物：{[Zn2(5-Br-ip)2(bpy)(H2O)]·2H2O)n(11)，{[Zn(5-Br-ip

6、)(bpa)(H2O)]｝n(12)，{[Cd(5-Br-ip)(bpp)(H2O)]｝n(13)，{[Zn(5-Br-ip)(bpe)]｝n(14)，{[Zn2(4-Br-ip)2(bpy)]·H2O｝n(15)，{[Zn(4-Br-ip)(bpa)(H2O)]｝n(16)，和{[Cd(4-Br-ip)(bpp)]｝n(17)。通過配合物的晶體結(jié)構(gòu)研究，結(jié)果表明未配位的吸電子取代基(-Br)在形成配位聚合物的過程中，由于其位置的變化而

7、使得它與羧基之間存在位置異構(gòu)效應(yīng)，從而使配合物的最終結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出了多樣化。同時(shí)研究了配位聚合物的熒光性質(zhì)。
　　 4.利用5-硝基-1，2，3-苯三酸、醋酸鈷、醋酸銅以及不同的含氮輔助配體1，10-鄰菲噦啉、2，2’-聯(lián)吡啶，在水熱條件下合成出了2個(gè)多維的配位聚合物{[Co(O2N-Hbtb)(phen)(H2O)3]·2H2O}n(18)和{[Cu3(O2N-btb)2(bipy)2(H2O)4]·4H2O｝n(19)。并且對(duì)它