论文部分内容阅读
配位聚合物的研究在无机化学领域占有十分重要的地位,其独特的结构和良好的性能使其在催化、电化学、生物传感、分子识别与分离等诸多领域有着十分广泛的应用,一直是配位化学研究的热点之一。本文分别选取了两种含氮氧羧酸类有机物作为主配体,与过渡金属离子合成了共7种配位聚合物,其中5种配合物为首次成功合成。具体研究内容如下:(1)研究了以2,6-吡啶二甲酸(DPC)和1,10-菲啰啉(phen)为配体,通过水热法合成了两种二维层状配合物,其化学式分别为[Co(DPC)·(phen)·H2O]·2H2O(C1)、[Ni(DPC)·(phen)·H2O]·2H2O(C2),并对这两种配合物进行了单晶X射线衍射分析(SXRD)、红外光谱分析(FT-IR)、差示扫描量热分析(DSC)等表征。同时,采用差示扫描量热法首次测量了在203~311 K范围内这两种配合物的摩尔热容,并获得了它们的热力学数据,计算得到配合物C1和配合物C2在298.15 K处的摩尔热容分别为443.74 J?mol-1?K-1和492.70 J?mol-1?K-1。(2)以DPC和phen作为配体,通过水热法首次合成了三种双金属配合物,分别为二维层状双金属配合物[Ni(phen)2·Co(phen)2·2Co(DPC)2·4H2O]·13H2O(C3)、[Co(phen)3·Fe(phen)3·2Co(DPC)2·2Fe(DPC)2]·2H2O(C4)和三维立体双金属配合物[Co(DPC)2·Cu(DPC)3·2Cu(Phen)2·4H2O]·14H2O(C5),并对这三种配合物进行了SXRD、FT-IR、元素分析(EA)等表征;SXRD结果表明配合物C3~C5均属于三斜晶系、P1空间群,其中配合物C3的晶胞参数为:Mr=1922.98,a=10.0585(18)nm,b=14.684(3)nm,c=14.931(3)nm,α=74.078(6)°,β=78.399(6)°,γ=75.279(6)°,V=2030.5(7)nm3,Z=1。SXRD结果可知配合物C4的晶胞参数为:Mr=2782.43,a=13.1026(9)nm,b=14.2989(9)nm,c=18.2455(10)nm,α=105.117(2)°,β=103.177(2)°,γ=100.122(2)°,V=3111.0(3)3,Z=1。SXRD结果表明配合物C5的晶胞参数为:Mr=1955.10,a=10.0956(5)nm,b=14.6914(9)nm,c=14.9844(9)nm,α=73.776(2)°,β=78.734(2)°,γ=74.945(2)°,V=2042.6(2)3,Z=1。本实验提出了一种简易高效地合成基于DPC配体的双金属配合物单晶的思路。(3)以2,6-吡嗪二羧酸(pzda)和phen作为配体,通过溶剂热法首次成功合成了两种结构新颖的配合物,分别为二维层状钴金属配合物[2Co(pzda)·(phen)·2H2O]·2H2O(C6)和三维结构镍金属配合物[2Ni(pzda)·(phen)·2H2O]·2H2O(C7),并对这两种配合物进行了SXRD、FT-IR、EA等表征;SXRD结果表明,成功合成了两种与[Co(DPC)·(phen)·H2O]·2H2O的晶体结构十分相似的新型配合物,配合物C6、C7均属于三斜晶系,P-1空间群。两种配位聚合物的结构通过氢键形成三维构架,杂环之间有很强的π-π堆积效应。进一步研究发现本章合成的晶体结构中还存在C–H···N氢键。