论文部分内容阅读
超分子及金属配位聚合物的研究不仅是沟通有机和无机超分子研究的桥梁,而且集理论基础与应用基础研究于一体。目前,这一领域已经成为晶体化学、材料化学和其他化学学科中最活跃的研究领域之一,并处于高速发展的关键时刻。近年来,由于羧酸聚合物表现出其独特的性质,所以关于羧酸配位聚合物晶体材料的设计、合成及性能研究十分活跃,并且以羧酸形成的超分子聚合物具有新颖的拓扑结构和广阔的应用前景,例如在催化、光电、医药、磁性及多孔材料等方面的应用。因此,以有机羧酸为构筑块组装新型的金属有机超分子配合物己成为当前人们研究的重要热点之一。采用水溶液合成方法使新合成的有机配体2, 2’, 3, 3’-偶氮苯四甲酸以及3, 3’, 4, 4’-偶氮苯四甲酸、dcbp还有均苯四甲酸分别与过渡金属离子合成了4个尚未见报导的化合物晶体,并通过元素分析、红外光谱和X-射线单晶衍射等手段对其进行了表征。研究了它们的晶体结构、荧光性质。主要研究结果如下:利用新合成的2, 2’, 3, 3’-偶氮苯甲四酸(ABTC)与不同的过渡金属离子在常规水溶液条件下,成功得到了3个配位聚合物,其中包括1个有机配体3, 3’, 4, 4’-偶氮苯甲四酸(ABTC)自身构筑的二维层状结构,2个由过渡金属构筑的三维网络结构。[C16H10N2O8]·2H2O (1) [Mn2(ABTC) (Phen)2 (H2O)4]·3H2O(2) [Cu(ABTC)0.5(H2O)]·0.5H2O (3) [Zn2(C8H2O8)(H2O)4]n (4) [Zn(C12H6N2O4)(H2O)2] (5)1.配合物[C16H10N2O8]·2H2O是2, 2’, 3, 3’-偶氮苯甲四酸配体ABTC自身的晶体,由于ABTC中偶氮键的作用使得化合物的结构表现为平面结构,然后再通过氢键的连接构筑为一个二维的层状结构。配体ABTC是一个具有刚性大骨架的有机配体,因此对于构筑大骨架的化合物是非常重要的。整个配体分子是是中心对称。分子中包含的两个苯环是平行的,但是不共面,分子中包含有一个氮氮双键,通过它将两端两个邻苯二甲酸连接起来组合成一个大分子。而整个分子也因为氮氮双键形成一个大的共轭π键,在配体分子中氮氮双键呈现的为反式结构。2.配合物是金属锰离子、phen、和配体ABTC构筑的三维结构的金属-有机物。在化合物2中,金属锰离子是六配位的,空间构型为扭曲的八面体。所有的Mn原子都被phen和2, 2’, 3, 3’-偶氮苯甲四酸(ABTC)连接形成复杂的3-D的网络结构。首先phen和Mn原子以及2, 2’, 3, 3’-偶氮苯甲四酸(ABTC)相互连接形成了为一个1-D的链状结构如图,然后分子中的水分子通过氢键作用以及分子中phen之间的强烈的氢键作用连接将这个1-D的链状结构构成3-D结构3.配合物[Cu(ABTC)0.5(H2O)]·0.5H2O是由3, 3’, 4, 4’-偶氮苯甲四酸(ABTC)配体直接和过渡金属锌构筑的具有三维结构的金属-有机骨架化合物。化合物是由ABTC作为大骨架将上下两个由金属铜和羧基形成的聚合层连接在一起。在聚合层中由于羧基与铜的连接不相同,使得羧基与铜成为由螺旋链构成的2-D网状结构聚合层。4.配合物[Zn2(C8H2O8)(H2O)4]n,配合物中化合物是金属双核的,包含两个锌分子和均苯四甲酸,分子是中心倒置结构的。两个扭曲的羧酸根–CO2分别与两个不同的溶解的锌相连,但是,另外两个固定的羧酸根分别与一个不同的溶解的锌成键。金属原子是五配位的。5.配合物[Zn(C12H6N2O4)(H2O)2],配合物是由锌原子和配体中羧基氧原子以及配体中的氮原子相互作用连接而形成的,配合物的晶胞是由两个锌原子,一个配体分子和两个配位水分子组成。中心锌离子与配体中的两个羧基氧原子(O2,O2ⅰ)以及配体中的两个N原子(N1N1ⅰ)配位。形成一个八面体结构。配体作为桥基,连接相邻的锌原子形成一维无穷链,而晶胞中的氧与不同层之间依靠通过氢键作用而形成与之相平行的面测定了化合物1化合物2化合物3的荧光性质,结果分别为激发波长240nm 298nm 290nm发射波长为390nm 403nm 407nm。在这些配合物中,羧基氧、配位水分子和晶格水分子之间存在大量的氢键相互作用,使得配合物更加稳定