基于刚柔并济多羧酸过渡金属配合物的合成、结构和性能研究

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设计合成新型配位聚合物一直是一个热门课题,近年来报导的新型配合物不仅具有迷人的网络拓扑结构,而且由于配体和金属的互相影响,配合物还具有独特的性质,多样的结构和种类等特点,还具有光、电、磁、催化、手性拆分等功能,在非线性光学、光致发点、分子磁性、气体吸附、分子识别等方面具有巨大的潜在应用价值。   刚性多羧酸配体具有良好的共轭体系和稳定性,能够更好的对骨架结构起到支撑作用。柔性多羧酸配体相对于刚性多羧酸配体,因为它们与金属离子反应,容易形成很大的结构多样性,且空间结构具有高度的适应性。而刚柔并济多羧酸配合物兼具两者的优势。   因此,我们设计合成了三种刚柔并济的三羧酸:3-氧醚乙酸-邻苯二酸(3-pta),4-氧醚乙酸-邻苯二酸(4-pta),4-氧醚乙酸-间苯二酸(4-ipa)。利用单晶衍射测定,测定了配合物的晶体结构,利用元素分析,红外光谱对配合物进行了表征,利用热重分析测定配合物的热稳定性,并就配合物的荧光性能和磁性特征进行了探讨。   1、通过3-pta,与过渡金属Cd、Co、Zn,引用辅助配体bpy,bpe,bix,利用水热法合成四个结构新颖的配合物1-4。:[Cd3(L1)2(Bpy)2.5(H2O)]·5.5H2O(1),[Zn1.5(L1)(m-bix)1.5]·2.5H2O(2),[Zn3.5(L1)(bpe)(H2O)4OH]·2H2O(3),[Co2(L1)(Bpy)(H2O)3]·H2O(4)。其中一种是一维梯子链化合物,一种具有两种一维螺旋链状化合物,两种三维框架结构;3-pta配体展现出了六种配位模式。   2、通过4-pta,与过渡金属Co,引用辅助配体bpe,利用水热法合成出一种配合物[Co(L2)(bpe)2(H2O)3]·9H2O(5),它是一个通过水分子之间形成三维超分子结构的单分子化合物。   3、通过4-ita,与过渡金属Cd,引入辅助配体phen,利用水热法合成除了三中配合物6-8,[Cd7K4(L3)6(H2O)3](6),[Cd7Na4(L3)6(H2O)3](7),[Cd3(L3)2(phen)3(H2O)2]·3H2O(8)。其中6和7为异质同晶结构,配合物6是一种具有4,5,18连接的三节点拓扑结构的三维结构,并且具有自穿插特征,且具有很好的荧光特征,有很好的潜在应用价值;配合物8为4-ita和金属Cd,辅助配体phen形成的网状结构,又通过芳香苯环和phen的苯环之间通过π-π作用形成三维超分子结构。
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