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由金属离子和复杂的有机配体构筑的结构新颖、性能独特的新型配位物功能材料已成为近年来的一个持续的研究热点。由于咪唑4,5-咪唑二羧酸及其衍生物具有携有较多的配位点和强的配位能力等特点,因此此类有机化合物已经成为国内外研究人员合成配位聚合物中,十分乐于采用的一类多功能配体。最近,我们实验室对2-位芳香基取代的咪唑4,5-咪唑二羧酸配体产生了强烈的研究兴趣。
我们首先通过量子化学计算对化合物:2-(对甲氧基)苯基-4,5-咪唑二羧酸(H3MOPhIDC)的配位能力进行了理论预测,随后选用其为多功能桥联配体,通过在水热或溶剂热反应过程中控制适当的反应条件,与过渡金属自组装,首次成功制备出了11个新型的配聚物:[Cu(μ-HMOPhIDC)(H2O)]n(1)、[Ni(μ2-HMOPhIDC)(2,2-bipy)]n(2)、[Cd1.5(μ2-H2MOPhIDC)(μ3-HMOPhIDC)(H2O)]n(3)、[Zn(μ2-HMOPhIDC)(2,2-bipy)]n(4)、[Zn2(μ2-HMOPhIDC)2(phen)2]n(5)、[Mn(μ2-HMOPhIDC)(2,2-bipy)]n(6)、{[Mn(μ2-H2MOPhIDC)2]·2H2O}n(7)、[Co(μ2-HMOPhIDC)(2,2-bipy)]n(8)、[Co(μ2-HMOPhIDC)(phen)]n(9)、{[Co(μ2-H2MOPhIDC)2]·2H2O}n(10)以及{[Co1.5(μ2-H2MOPhIDC)(μ-HMOPhIDC)(py)]·2H2O}n(11)。首先对这些配聚物,通过元素分析、红外光谱等进行了初步的结构表征,进一步通过X-射线单晶衍射测试了它们的晶体结构。在七个一维链配聚物1、2、4、5、6、8、9中,配聚物2和6、4和8属于异质同晶;配聚物9和4、8结构相似但辅助配体不同;在一维链状配聚物5中,相邻的金属原子之间出现了两种不同的间距。在四个二维配聚物3、7、10、11中,7和10属于异质同晶,由中心金属原子构成的八面体通过μ-H2MOPhIDC-连接形成了一个含有多个菱形单元的二维网格结构;配聚物11通过Col链(A)、Co2链(B)以ABAB的形式构筑成一个复杂有序的二维结构。需要指出的是,在这些配聚物中,咪唑二羧酸配体呈现出了复杂多变的配位模式、强的配位能力,这和我们的理论预测相一致,说明这是一个非常有用的构筑复杂配位聚合物结构的有机桥联配体。
最后,对这些配聚物的热稳定性及固态荧光等性能,进行了系统的研究和分析。