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近年来,金属有机膦酸化合物因其在吸附、离子交换、传感器以及非线性光学领域中的潜在应用前景而得到了迅速的发展。设计和合成新的具有多孔或开放骨架结构的有机膦酸无机/有机杂化物引起了人们广泛的兴趣。
金属有机瞵酸化合物的结构类型多种多样,可分为三维网状结构、二维层状结构、一维链状结构和零维分子结构。金属有机膦酸配合物结构的多样性与金属离子和有机膦酸的配位性质有关,其中金属二膦酸化合物往往表现出柱层状结构,通过改变H2O3P—R—PO3H2中R基团的结构和性质可以调节结构中的孔道大小。
目前,带有侧基的含氮杂环配体引起了人们的广泛注意。由于带有有机膦酸功能基团的含氮杂环配体和传统的羧酸含氮杂环衍生物具有相似性以及和第一过渡系列金属以及稀土金属元素具有良好的配位能力,人们合成了一系列的相关分子化合物,并对它们做了很多热力学和动力学等方面的研究。我们希望通过对含氮杂环有机膦酸配体和金属配位性质的研究,来寻找一些具有独特磁学、光学以及催化性质的材料。
本文主要研究了1,4,7-三氮杂环-1,4,7-三亚甲基膦酸(notpH6)和稀土金属所形成配合物的结构、荧光及磁性。同时合成了配体1-氧—4,7-二氮杂环二亚甲基膦酸(C6H12N2O(CH2PO3H2)2)及1,4-二氮杂环-1,4-二亚甲基膦酸(C6H12N2C(CH2PO3H2)2),并对它们与过渡金属及稀土金属的配位情况进行了初步探索。
主要研究内容包括以下两个方面:
1、合成了五个稀土金属和1,4,7-三氮杂环-1,4,7-三亚甲基膦酸(notpH6)的配合物:Gd(H2O){C9H2ON3(PO3H)2(PO3))Cl·3H2O(1),Eu(H2O){C9H2ON3(PO3H)2(PO3)}Cl·3H2O(2),Tb(H2O){C9H2ON3(PO3H)2(PO3)}Cl·3H2O(3),Gd(CH3OH){C9H2ON3(PO3H)2(PO3)}Cl·2H2O(4)Eu(CH3OH){C9H2ON3(PO3H)2(PO3)}Cl·2H2O(5)对所有这些化合物应用了元素分析、红外光谱、粉末XRD、差热-热重进行了初步表征。解出了化合物1的单晶结构,结构分析表明化合物1为链状结构,结构中存在两种不同的链,每条链与周围的四条链通过氢键进行相互作用。粉末XRD分析表明化合物1、2、3属于同一种结构类型。解出了化合物4的单晶结构,粉末XRD分析表明化合物4与5属于同一种结构类型。磁性研究表明化合物l具有亚铁磁行为,化合物2具有反铁磁行为。
2、合成了配体1-氧-4,7-二氮杂环二亚甲基膦酸(C6H12N2O(CH2PO3H2)2)及配体1,4-二氮杂环-1,4-二亚甲基膦酸(C6H12N2C(CH2PO3H2)2),并对它们与过渡金属及稀土金属离子的配位性质进行了初步探索。