咪唑二羧酸衍生物基配合物的合成及性能研究

【摘要】咪唑二羧酸衍生物属于含氮杂环羧酸类配体的一种，它兼具咪唑和羧酸类配体的特点，由于其良好的配位稳定性、方向性及多样性，受到了广大科研工作者的关注。本论文利用水热/溶剂热合成方法，选择4,5-咪唑二羧酸衍生物，即2-甲基-4,5-咪唑二羧酸（H3MIDC）和2-乙基-4,5-咪唑二羧酸（H3EIDC）作为有机配体，成功的合成出12个配位化合物，并利用红外光谱、热重、单晶X射线衍射表征，圆二色谱对其结构进行表征，同时还对其磁性及荧光性能的进行研究，主要内容如下：1.以2-甲基-4,5-咪唑二羧酸（H3MIDC）作为有机配体，利用水热合成法，通过改变金属和去质子剂的种类得到了7个配合物,{[Zn3(MIDC)2(4,4′-bpy)3]·(4,4′-bpy)·10H2O}n(1)，{[Co3(MIDC)2(4,4′-bpy)3]·(4,4′-bpy)·8H2O}n(2)，{[Co3(MIDC)2(py)2(H2O)2]}n(3)，{[Mn6(MIDC)4(py)5(H2O)4]}n(4)，{[Mn3(MIDC)2(phen)3(H2O)2]}n(5)，[Ni(HMIDC)(dpp)]n(6)，[Zn(H2MIDC)2(H2O)2](7)。以水合肼为去质子剂，得到化合物1-5，而三乙胺做去质子剂，得到化合物6和7。有趣的是，我们发现水合肼能很好的控制甲基咪唑二羧酸配体的配位模式。在化合物1-5中，甲基咪唑二羧酸都采用相同μ3配位模式，并且与金属离子相互作用形成了类似的[M3(MIDC)2]层。以4,4′-联吡啶（4,4’-bpy）为柱撑连接体，得到具有孔道的三维化合物1和2，中性桥连配体导致[M3(MIDC)2]层的折叠度显著降低；以吡啶（py）作为辅助配体，成功的合成了两个折叠层状结构化合物3和4，化合物3只有一种折叠，而化合物4具有两种折叠，据我们所知，目前还没有报道过基于两种褶子的层状结构；以邻菲啰啉（phen）作为端基辅助配体，和过渡金属Mn成功的合成了一个二维层状化合物5，由于phen占据赤道面和轴的两个配位点，从而导致化合物5中的[M3(MIDC)2]层的构筑模式不同于化合物1-4的构筑模式。同时还研究了化合物1的荧光性质及化合物2-5的磁性。在化合物6中，在桥连配体dpp的帮助下，甲基咪唑二羧酸采用μ2-HMIDC2-配位模式与金属镍离子相互作用形成一维配位骨架；在7中，甲基咪唑二羧酸采用μ1-H2MIDC-配位模式与金属离子相互作用，形成了单核锌配合物。2.以2-乙基-4,5-咪唑二羧酸（H3EIDC）作为有机配体，利用DMF-H2O-CH3CH2OH混合溶剂，通过改变金属盐和去质子剂的种类，成功得到了五个配位化合物，{Co3(EIDC)2(H2O)5}n(8)，{Zn3(EIDC)2(H2O)4}n(9)，{[Co3(EIDC)2(py)2(H2O)2]·0.5H2O}n(10)，[Ni4(HEIDC)4(H2O)8]·2H2O(11)，[Co(H2MIDC)2(H2O)2]·DMF(12)。以水合肼为去质子剂，得到化合物8-10。在8-10中，H3EIDC都采用相同的配位模式与金属离子相互作用。在dpt存在下，H3EIDC作为有机配体和过渡金属Zn和Co合成出具有单一手性化合物8和9，化合物8呈左螺旋性，而化合物9呈右螺旋性，并且其手性通过圆二色性谱进行了验证。拓扑结构分析显示化合物8、9均展现出SrSi2拓扑结构，相关的磁性和荧光性能也进行了研究。以吡啶（py）作为辅助配体，成功的合成了具有折叠的二维层状结构化合物10。而用三乙胺为去质子剂，得到了化合物11和12。在化合物11中，乙基咪唑二羧酸采用μ2-HEIDC2-配位模式与金属镍离子相互作用形成四核化合物，四核化合物通过氢键形成了有趣超分子结构；在12中，乙基咪唑二羧酸采用μ1-H2EIDC-配位模式与金属离子相互作用，形成了单核Co配合物。
【作者】孙丽；
【导师】高艳阳；宋江锋；
【作者基本信息】中北大学，无机化学，2014，硕士
【关键词】配位化合物；超分子作用；咪唑二羧酸衍生物；磁性；

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