由π-π共轭体系含氮杂环配体构筑的金属—有机配合物的合成、结构及性质

【摘要】近年来，氮杂环类配合物的设计和合成已经成为一个研究热点。这是由于这类配体上具有氮原子为给电子基，它们与金属离子发生配位的能力较强，且配位点比较多，能够得到种类繁多、构型多样的配合物。同时这类配体含有分子内共轭π健，能够产生分子内电子转移和能量传递，与各种不同金属自组装生成的配合物往往在磁学、非线性光学、催化性能等方面具有优良的性能。本文围绕当前配合物研究领域的热点，采用常温的溶剂挥发和水热合成方法，设计、合成并解析了十一个配合物的单晶结构，分析了它们的网络拓扑结构，并对其热稳定性、荧光性能进行了研究。本论文主要包括以下两个部分：一、在本文的第二章中首先设计并合成了一种新型的配体1-(苯并三氮唑-1-甲基)-1-(2-丙基咪唑)(bpmi)，然后利用bpmi配体与不同的过渡金属离子在甲醇溶液中的反应采用常温溶剂挥发法合成了9种新型的金属-有机配合物。通过单晶X射线衍射对配合物的结构进行了测定，考察了在金属离子和配体相同时，不同阴离子对配合物和形成和结构的影响，并进行了元素分析、红外光谱分析、紫外光谱分析及荧光性质等表征。分析了所得配合物的晶体结构。其中，[Cd(bpmi)2Cl2](2),[Cu(bpmi)2(AcO)2]·H2O(4),[Cu(bpmi)2(NO3)2]·3H2O(5),[Zn(bpmi)2(AcO)2]·H2O(7),[Zn(bpmi)2Cl2](8)为单核配合物，且结构极为相似，中心金属离子都与两个bpmi配体配位。除了(5)的中心Cu(II)离子是三配位的以外其他中心金属离子都是四配位的，且(5)中不存在弱的相互作用使其扩展成具有维度的结构。[Hg(bpmi)Cl2]2(6),[Zn(bpmi)2SO4]2·4H2O(9)为双核配合物，两个金属中心离子通过两个阴离子链接在一起形成环状的中心，外侧再与bpmi配体上的N原子配位。但由于阴离子不同，结构不尽相同。[Ag(bpmi)(NO3)]n(1)从结构上来说，其金属Ag(II)离子首先与bpmi配体上的N原子配位，形成沿着b轴方向上的螺旋结构。这些螺旋结构再由NO3-离子连接形成二维的层状结构。[Co(bpmi)2(NO3)2]n·nCH3OH(3)的中心Co(II)离子是六配位的，其与来自三个bpmi配体上的三个N原子和来自两个NO3-离子上的三个O原子配位。中心金属离子与bpmi配体交替相互链接，形成在一个方向上延伸的一维链。二、在第三章中利用赋有多配位点的含氮杂环羧酸类配体吡哌酸(ppa)作为配体，与过渡金属离子Co(II)和Ni(II)在水热条件下的反应，合成了两种新型的配合物(10~11)。配合物{[Ni(ppa)2]·4H2O}n(10)和{[Co(ppa)2]·4H2O}n(11)的结构极为相似，它们都是以中心金属离子为节点，ppa配体作为连接线的二维层状(4,4)网格结构。这些二维层状结构通过层与层之间的氢键连接成三维的骨架结构。并且对配合物(10)、(11)和配体进行了固体荧光测试，其中(10)具有与配体相同位置的荧光并且比配体的强度要强，而(11)却没有任何荧光性质。
【作者】龚雪冰；
【导师】刘亚茹；
【作者基本信息】中北大学，高分子化学与物理，2014，硕士
【关键词】配位聚合物；过渡金属；氮杂环配体；阴离子调控；

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