邻吡啶单亚胺汞配合物的合成结构及发光性能研究

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席夫碱配体在构筑金属有机配合物中应用广泛,这归因于其制备简单,结构多样以及多变的化学性质。易于与一些过渡金属配位形成热稳定性高,发光性能好并具有生物活性的金属配合物。因此,利用席夫碱配体设计合成具有发光性的汞配合物具有重要的意义。本论文中,合成了七例邻吡啶单亚胺配体及其相应汞配合物,并通过单晶X–射线衍射、红外光谱、核磁共振氢谱和元素分析对其进行了结构表征。利用紫外–可见吸收光谱、荧光发射光谱、荧光寿命和荧光量子产率系统地研究了其发光性能。利用吡啶-2-甲醛和一系列胺在有机溶剂中合成了七个配体(L1L7),分别用正己烷和石油醚重结晶得到L5和L6的晶体。通过紫外–可见吸收光谱和荧光发射光谱研究了其在甲醇中的发光性能。结果表明,室温甲醇溶液中配体(L1L7)均呈现蓝色发射,分别在406、408、423、421、430、409和408nm处有单一的最大发射峰,可归属为配体中心的π*→π的荧光跃迁发射。利用席夫碱配体(L1L7)在溶剂热条件下合成了七例新颖的汞配合物(17)。得到了这七个汞配合物的晶体,并对其进行了单晶X–射线衍射测试。结构分析显示,这七个配合物是同构结构,每个中心金属汞分别与吡啶氮和亚胺氮以及两个氯离子配位,呈现轻微扭曲的四面体构型。值得一提的是,在17的结构中存在氢键作用(C–H···Cl,4中还存在O–H···Cl),分子间的相互作用进一步稳定了晶体的结构。利用荧光光谱和荧光寿命研究了17在不同极性溶剂(极性:DMSO>CH3CN>CH3OH)中的发光性能。结果表明,17的发射光谱在DMSO和CH3CN溶液中随着极性的增加发生了红移,说明在激发态17的偶极矩发生了改变。而在甲醇溶液中波长最长,这是因为甲醇中存在氢键可以进一步稳定激发态。17在不同溶剂中的发射归属为配体内部的π*→π的荧光跃迁发射。与DMSO和CH3CN溶液中的相比,17在甲醇溶液中的平均寿命最长,分别是8.25、6.35、8.03、10.72、9.44和10.87μs,分析这也是与其在甲醇中存在氢键作用有关。配合物5的荧光量子产率比其它配合物的高。这是因为配合物5中吡啶环和苯环所形成的二面角最小,共平面性好,同时还有配合物5的结构中对甲基的给电子作用,有利于π电子的流动。
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