磺酸-羧酸有機(jī)配體及其金屬-有機(jī)配體化合物的合成與表征.pdf

1、金屬-有機(jī)配體化合物作為固體材料在氣體存儲(chǔ)、光電子材料、磁性材料及催化等諸多方面都表現(xiàn)出了巨大的潛在的應(yīng)用前景。它的研究涉及到有機(jī)、無機(jī)、固態(tài)化學(xué)及材料化學(xué)等諸多領(lǐng)域,已成為當(dāng)今化學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。有機(jī)配體具有分子裁剪的功能,而無機(jī)離子具有豐富的光電磁性能,因此,金屬一有機(jī)配體化合物既能夠表現(xiàn)出有機(jī)物的特質(zhì)又具有無機(jī)物的性能。
　　 本論文研究了兩個(gè)既含有磺酸基又含有羧酸基的雙官能團(tuán)的有機(jī)配體:5-磺酸基間苯二羧酸(H3SIP)

2、和4,8-二磺酸基-2,6-萘二羧酸(H4DSNDA)。首先利用磺化反應(yīng)合成了這兩個(gè)有機(jī)配體,然后利用這兩種有機(jī)配體與過渡金屬及鑭系金屬離子反應(yīng)合成了12個(gè)金屬-有機(jī)配體化合物。(a)過渡金屬與5-磺酸基間苯二羧酸有機(jī)配體在水熱反應(yīng)條件下合成了3個(gè)新穎的化合物:[Zn2(μ2-OH)(SIP)(DPP)(H2O)]n(1),{[Zn3(μ2-OH2)2(SIP)2(phen)3(H2O)3](H2O)5}n(2)和{[Cu4(μ3-OH

3、)2(SIP)2(imz)2](H2O)2}n(3)(DPP為1,3-二(4-吡啶)丙烷,phen為1,10-菲噦啉,imz為咪唑)。(b)鑭系金屬離子與4,8-二磺酸基-2,6-萘二羧酸有機(jī)配體在水熱反應(yīng)條件下合成了9個(gè)新穎的化合物:{[Pr4(μ3-OH)4(DSNDA)2(H2O)12](H2O)12}n(4),[Ln((H-DSNDA)0.5(DSNDA)0.5-(H2O)5]n(Ln=La(5),Nd(6),Gd(7),Eu(

4、8),Dy(9)和Sm(10)),[(H-DPP)2Eu2(DSNDA)2(H2O)8]n(11)和{[Er(H-DSNDA)(H2O)4](H2O)}n(12)。論文對這兩個(gè)有機(jī)配體進(jìn)行了核磁共振和紅外結(jié)構(gòu)表征。對所有的金屬-有機(jī)配體化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征如單晶X-射線衍射和紅外光譜,同時(shí)還對部分化合物的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、熒光性能、磁性和熱穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。
　　 本論文分為五個(gè)部分:第一章為前言,簡要介紹了磺化反應(yīng)以及磺酸-羧酸有機(jī)配

5、體的金屬化合物的最新研究進(jìn)展。第二章為實(shí)驗(yàn)部分,合成了兩個(gè)磺酸-羧酸有機(jī)配體和12個(gè)金屬-磺酸-羧酸有機(jī)化合物。第三章對兩個(gè)磺酸-羧酸有機(jī)配體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,以及對12個(gè)金屬-有機(jī)配體化合物的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述和分析。化合物[Zn2(μ2-OH)(SIP)(DPP)(H2O)]n(1)是一個(gè)由5-磺酸基間苯二羧酸和1,3-二(4-吡啶)丙烷配體橋聯(lián)鋅離子形成的三維結(jié)構(gòu)的化合物,該三維的結(jié)構(gòu)中包含著數(shù)目相等的左/右手Zn-SIP螺旋鏈。

6、化合物{[Zn3(μ2-OH2)2(SIP)2(phen)3(H2O)3](H2O)5}n(2)是一維鏈狀結(jié)構(gòu),一維鏈中包含著兩種結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)單元?；衔飡[Cu4(μ3-OH)2(SIP)2(imz)2](H2O)2}n(3)是一個(gè)基于四核的[Cu4(μ3-OH)2]6+簇的三維結(jié)構(gòu),該三維的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為類金紅石的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?；衔飡[Pr4(μ3-OH)4(DSNDA)2(H2O)12](H2O)12}n(4)是一個(gè)基于四核的[Pr4

7、(μ3-OH)4]8+簇的三維結(jié)構(gòu),每個(gè)四核簇被八個(gè)有機(jī)配體連接形成一個(gè)具有一維菱形孔洞結(jié)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)?；衔颷Ln((H-DSNDA)0.5(DSNDA)0.5(H2O)5]n(5)到(10)是異質(zhì)同晶化合物,它們是二維波浪狀的層結(jié)構(gòu)?；衔颷(H-DPP)2Eu2(DSNDA)2(H2O)8]n(11)是一個(gè)二維方格子狀的層狀結(jié)構(gòu),在這個(gè)二維方格子的層狀結(jié)構(gòu)中嵌入了起到調(diào)節(jié)電荷平衡作用的1,3-二(4-吡啶)丙烷配體?；衔飡Er(