磺酸-羧酸有機配體及其金屬-有機配體化合物的合成與表征.pdf

1、金屬-有機配體化合物作為固體材料在氣體存儲、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、無機、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)研究的熱點之一。有機配體具有分子裁剪的功能,而無機離子具有豐富的光電磁性能,因此,金屬一有機配體化合物既能夠表現(xiàn)出有機物的特質(zhì)又具有無機物的性能。
　　 本論文研究了兩個既含有磺酸基又含有羧酸基的雙官能團的有機配體: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)合成了這兩個有機配體,然后利用這兩種有機配體與過渡金屬及鑭系金屬離子反應(yīng)合成了12個金屬-有機配體化合物。(a)過渡金屬與5-磺酸基間苯二羧酸有機配體在水熱反應(yīng)條件下合成了3個新穎的化合物:[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-萘二羧酸有機配體在水熱反應(yīng)條件下合成了9個新穎的化合物:{[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)。論文對這兩個有機配體進行了核磁共振和紅外結(jié)構(gòu)表征。對所有的金屬-有機配體化合物進行了結(jié)構(gòu)表征如單晶X-射線衍射和紅外光譜,同時還對部分化合物的拓撲結(jié)構(gòu)、熒光性能、磁性和熱穩(wěn)定性進行了研究。
　　 本論文分為五個部分:第一章為前言,簡要介紹了磺化反應(yīng)以及磺酸-羧酸有機配

5、體的金屬化合物的最新研究進展。第二章為實驗部分,合成了兩個磺酸-羧酸有機配體和12個金屬-磺酸-羧酸有機化合物。第三章對兩個磺酸-羧酸有機配體的結(jié)構(gòu)進行了表征,以及對12個金屬-有機配體化合物的晶體結(jié)構(gòu)進行了描述和分析。化合物[Zn2(μ2-OH)(SIP)(DPP)(H2O)]n(1)是一個由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。化合物{[Cu4(μ3-OH)2(SIP)2(imz)2](H2O)2}n(3)是一個基于四核的[Cu4(μ3-OH)2]6+簇的三維結(jié)構(gòu),該三維的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為類金紅石的拓撲結(jié)構(gòu)。化合物{[Pr4(μ3-OH)4(DSNDA)2(H2O)12](H2O)12}n(4)是一個基于四核的[Pr4

7、(μ3-OH)4]8+簇的三維結(jié)構(gòu),每個四核簇被八個有機配體連接形成一個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)。化合物[(H-DPP)2Eu2(DSNDA)2(H2O)8]n(11)是一個二維方格子狀的層狀結(jié)構(gòu),在這個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(