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氮杂羧酸类配体配位能力强、配位方式灵活,其金属配合物以其多样的结构形式和其潜在的应用而备受关注。为了进一步研究和讨论氮杂羧酸类配体及其配合物的结构与性质关系,本文通过Pfitzinger法合成了2-甲基喹啉-3,4-二羧酸(H2qudc)和2-(2-吡啶基喹啉)-4-羧酸(Hpquc)两个喹啉羧酸类配体,利用溶液法和水热法合成了15个喹啉羧酸金属有机配位化合物。通过X-射线单晶衍射,红外光谱,元素分析,热重分析等方法对配合物进行了结构分析和热稳定性研究。并考察了在室温下配合物[Cd(qudc)(H2O)2]n·2nH2O(4),[Zn(qudc)(phen)(H2O)]n·nH2O(6),[Zn(pquc)2]n·4.5nH2O(11)的固体荧光性质。本文主要包括两个部分:
1.基于2-甲基喹啉-3,4-二羧酸的配合物
利用靛红和乙酰乙酸乙酯通过Pfitzinger法合成了2-甲基喹啉-3,4-二羧酸。以其为配体,通过水热法和溶液法合成了10个未见报道的金属有机配合物[Co(qudc)(H2O)5]·(H2O)2(1),[Co(qudc)(H2O)2]n(2),Mn(qudc)(H2O)4(3),[Cd(qudc)(H2O)2]n·2nH2O(4),[Co(qudc)(H2O)]·4.5H2O(5),[Zn(qudc)(phen)(H2O)]n·nH2O(6),[Co(qudc)(phen)(H2O)]n·nH2O(7),[Ni(qudc)(phen)(H2O)]n·nH2O(8),[Cd2(qudc)2(phen)2(H2O)2]·2H2O(9),[Cd2(qudc)2(2,2’-bipy)2(H2O)2]·6H2O(10)。配合物(1),(2),(3)通过配位键和氢键的协同作用,构筑多种形式的三维层-柱状堆积超分子结构。配合物(4)中,金属离子通过配体qudc2-的桥连形成一维螺旋配位聚合物。在配合物(5)-(10)中,引入了螯合配体邻菲罗啉,2,2’-联吡啶作为辅助配体。配合物(5)通过氢键和π-π堆积相互作用,形成三维超分子结构。配合物(6)-(8)属于异质同晶,具有相似的一维螺旋结构。配合物(9)和(10)是两个新颖的双核金属有机配合物。
2.基于2-(2-吡啶基喹啉)-4-羧酸的配合物
利用靛红和2-乙酰基吡啶通过Pfitzinger法合成了2-(2-吡啶基喹啉)-4-羧酸。并以其为配体,合成了5个金属有机配合物[Zn(pquc)2]n·4.5nH2O(11),[Co(pquc)2]n(12),[Cu(pquc)(CH3COO)]n·nH2O(13),[Co(pquc)(HCOO)(H2O)2]n(14),[Mn(pquc)(HCOO)(H2O)]n(15)。配体Hpquc在水热条件下与金属离子发生作用,得到多种一维链状配位聚合物,其中配合物(11),(13),(14)为Z字形结构,配合物(12)为双链结构,配合物(15)为梯式结构等。其中配合物(11)-(15)中具有很强的π-π堆积作用,对应芳环间的距离小于3.8(?)。同时,分子中也存在如O-H…O(N),C-H·π,C-H···O等弱的相互作用。