取代苯二甲酸类金属配位聚合物的设计、合成、结构及其性质研究

来源 :扬州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:abcttf2005
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本论文采用溶液法和水(溶剂)热法,以取代苯二甲酸[5-氨基-2,4,6-三碘间苯二甲酸(H2ATIBDC)、5-氨基-2,4,6-三溴间苯二甲酸(H2B3C).2-碘对苯二甲酸(H2ITPC)]及含氮辅助配体,如:4,4’-偶氮联吡啶(azpy),1,4-二(咪唑基-1-甲基)苯(1,4-bix),1,4-二(咪唑基)丁烷(bimb)等,与多种金属离子通过分子自组装得到了18个结构新颖的配位聚合物。对这18个配位聚合物的合成条件和结构特点进行了详细的描述,探讨了反应体系中金属离子、主配体、含氮辅助配体、阴离子对配位聚合物结构的影响,并对配合物运用红外、热重表征、单晶x-射线衍射等进行了表征。研究了部分Pb(Ⅱ),Cd(Ⅱ),Zn(Ⅱ)配合物的荧光性质。对合成的部分金属-有机框架配位聚合物(MOFs)进行了吸附性质的研究。1.利用辅助配体4,4’-偶氮联吡啶(azpy)与5-氨基-2,4,6-三碘间苯二甲酸(H2ATIBDC)和金属离子Zn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ),2-碘对苯二甲酸(H2ITPC)与Pb(II),用溶液法合成了系列配位聚合物1~6。配合物[Zn(AZPY)(H2O)4]·(ATIBDC)·0.5(AZPY)·4H2O (1),[Ni(AZPY)(H2O)4]·(ATIBDC)·0.5(AZPY)·5H2O (2),[Co(AZPY)(H2O)4]·(ATIBDC)·0.5(AZPY)·5H2O (3)都是由azpy桥联金属离子形成了1D链状结构。[Pb(ATIBDC)0.5(HATIBDC)(H2O)]-azpy (4)是ATIBDC2-桥联金属离子形成了1D链状结构。[Pb2(ITPC)2(DMF)(H2O)]·H2O (5)由Pb(Ⅱ)与ITPC2"自组装形成了3D框架结构。[Cd(ATIBDC)(AZPY)(H2O)2]·2H2O (6)由ATIBDC2-和azpy共同桥联金属离子,形成了3D框架结构。该结构是4,4-连接的拓扑,Schlafli symbol为[(66)(64.82)2]。由于azpy有一定的柔性,三个相似的3D结构相互穿插,形成了三重穿插的3D框架结构。在配合物1~6中,我们探讨了金属离子及主配体对配合物结构的影响。2.过渡金属离子Co(Ⅱ),Ni(Ⅱ)与5-氨基-2,4,6-三溴间苯二甲酸(H2B3C)并辅以含氮配体自组装得到如下配合物:[Co(B3C)(bimb)](7),[Co2(B3C)2(bix)4(H2O)2]·6H2O (8),[Co(B3C)(btb)(H2O)2]·3H2O(9),[Co2(B3C)2(bbt)2.5(H2O)3]·5H2O (10),[Ni(B3C)(bbtz)(H2O)2]·3H2O (11),[Co(B3C)(azpy)1.5(H2O)2]·3H2O (12),[Ni(B3C)(azpy)(H2O)2]·3H2O (13)。配合物7是由B3C2-和bimb配体桥联两个Co(Ⅱ)形成的1D双链结构。配合物8由bix配体桥联两个Co(Ⅱ)形成的2D层状结构,2D拓扑是(4.4)格子。配合物9由配体B3C2-和btb共同作为桥联配体,与两个Co(Ⅱ)离子配位,构成1D双链结构。配合物10,由配体bbtz和B3C2-共同作为桥联配体,与两个Co(Ⅱ)离子配位,构成2D双层结构。配合物11,由H2ATIBDC和AZPY配体共同桥联两个Ni(Ⅱ)形成3D框架结构,该结构是4-连接的拓扑,Schlafli symbol为(54.62)。配合物12由配体azpy和B3C2-共同作为桥联配体,与两个Co(Ⅱ)离子配位,构成3D框架结构。该结构是一个4-连接的三重穿插的quartz拓扑,Schlafli symbol为(42.84)。配合物13,由配体azpy和B3C2-共同作为桥联配体,与两个Ni(Ⅱ)离子配位,构成3D框架结构。该结构是一个4-连接的三重穿插拓扑,Schlafli symbol为(33.42.5)。在配合物7-13中,我们探讨了含氮辅助配体及金属离子对配合物结构的影响。3.d10过渡金属离子Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)与5-氨基-2,4,6-三溴间苯二甲酸(H283C)并辅以含氮配体合成5个配合物如下:[ZnCl(B3C)(bbtz)](14),[Zn(B3C)(bbtz)(H2O)]·H2O (15),[Cd(B3C)(bbtz)(H2O)]·H2O (16),[Zn(B3C)(azpy)(H2O)3]·0.5(azpy)·2H2O (17),[Cd(B3C)(azpy)(H2O)2]·0.5(azpy)·4H2O(18)。配合物14是由bbtz桥联两个Zn(Ⅱ)形成的1D链状结构。配合物15是B3C2-配体与bbtz配体共同桥联两个Zn(Ⅱ)形成3D框架结构,该结构是一个4-连接的拓扑,Schlafli symbol为(52.62.7.10)。配合物16是B3C2-配体与bbtz配体共同桥联两个Cd(Ⅱ)形成3D框架结构,该结构是一个4-连接的拓扑,Schlafli symbol为(65.8)。配合物17由B3C2-和azpy共同作为桥联配体,与两个Zn(Ⅱ)离子配位,构成3D框架结构。由于azpy具有一定的柔性,三个相似的3D结构相互穿插,形成了一个三重穿插的3D骨架结构,该结构是一个4-连接的quartz拓扑。配合物18结构与配合物17类似,也是由配体B3C2-和azpy共同作为桥联配体构成的4-连接的三重穿插quartz拓扑。在配合物14~18中,我们探讨了阴离子和金属离子对配合物结构的影响。
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