氫鍵、芳環(huán)堆積構(gòu)筑的多維超分子結(jié)構(gòu)的合成與結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、科學家已經(jīng)對分子或離子通過分子間作用力如氫鍵、芳環(huán)堆積自組裝成有特殊結(jié)構(gòu)的超分子體系作了大量的研究。這些超分子作用力在材料、生命系統(tǒng)(如光合系統(tǒng)Ⅰ、光合系統(tǒng)Ⅱ、水通道、離子通道等)的結(jié)構(gòu)和功能等方面表現(xiàn)出了重要的作用。二十世紀，人們通過量子化學和X射線晶體學深入地認識了分子和晶體的結(jié)構(gòu)，以及共價鍵、金屬鍵和離子鍵的本質(zhì)。二十一世紀要求人們深入地認識超分子的結(jié)構(gòu)以及分子間相互作用的本質(zhì)。 為了研究M-L(金屬-配體)配位鍵、芳環(huán)堆

2、積等分子間作用力的本質(zhì)，及芳環(huán)堆積、氫鍵等分子間作用力在分子自組裝成多維的超分子結(jié)構(gòu)中的影響和作用，本文用鄰羥基苯甲酸根(oHBA)、間羥基苯甲酸根(mHBA)和對羥基苯甲酸根(pHBA)作為陰離子配體，苯并咪唑(bzim)、1，10-鄰菲咯啉(phen)、2,2-聯(lián)吡啶(bipy)作為中性配體，以第一過渡系為主的金屬離子為中心離子合成了11個未見文獻報道的配合物，并通過X射線單晶衍射測定了它們的晶體結(jié)構(gòu)。 這11個配合物晶體的

3、分子組成如下：(Ⅰ),[Cu2(bzim)4(mHBA)4][Cu(bzim)2(mHBA)2]·6H2O;(Ⅱ),[Cu(bzim)2(pHBA)2];(Ⅲ),[Cu(phen)(pHBA)2];(Ⅳ),[Co(phen)2(mHBA)(H2O)](mHBA)·4.5H2O;(Ⅴ),[Co(phen)(pHBA)2(H2O)2]·H2O;(Ⅵ),[Mn(phen)(oHBA)2]n;(Ⅶ),[Mn(phen)2(mHBA)(H2O)]

4、(mHBA);(Ⅷ),[Mn(phen)2(pHBA)(H2O)](pHBA)·H2O;(Ⅸ),[Sr(phen)2(oHBA)2(H2O)2];(Ⅹ),[Ni(phen)2Cl(H2O)]Cl·(pHBAH)H2O;(Ⅺ),[Mn(bipy)2pHBA)2]通過對這11個配合物晶體結(jié)構(gòu)的分析和討論，得到了以下幾個結(jié)論。 1.在很多情況下，一個羧基與中心金屬離子是單齒配位還是螯合配位是不明確的。通過上述晶體結(jié)構(gòu)中配位鍵長鍵角的分

5、析，得到了一個行之有效的標準，判斷羧基與中心金屬離子是單齒配位還是螯合配位。 2.在11個配合物分子結(jié)構(gòu)研究中，發(fā)現(xiàn)一些金屬羧基氧配位鍵角很大，但是相對應(yīng)的配位鍵長卻是正常的，說明這些金屬羧基氧配位鍵不僅僅是共價配位鍵，而是含有很大一部分靜電作用的成分。 3.通過對11個配位物晶體結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的文獻中芳環(huán)堆積作用的研究發(fā)現(xiàn)，中心金屬離子上的電荷對與之配位的非極性芳環(huán)(如苯環(huán))能否形成芳環(huán)堆積有重要的影響。該中心金屬離子的電