含氮杂环羧酸类配合物的合成、结构及性质研究

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含氮杂环羧酸类配体由于具有丰富的配位原子,在一定的反应条件下,易于与过渡金属形成结构丰富多样的配位聚合物。常见的含氮杂环有吡啶、咪唑、吡唑、三氮唑、四氮唑及其衍生物,如苯并咪唑,4-苯基吡啶等。我们选取吡啶、苯并咪唑及羧基,组成了配体2-(pyridin-3-yl)-1H-benzo[d]imidazole-6-carboxylic acid(HL)。选取吡啶、三氮唑及间苯二甲酸或者苯甲酸组成了配体5-(3-methyl-5-(pyridin-3-yl)-4H-1,2,4-triazol-4-yl)isophthalic acid(H2Lm)、3-(3-methyl-5-(pyridin-3-yl)-4H-1,2,4-triazol-4-yl)benzoic acid(HLmm)及4-(3-methyl-5-(pyridin-3-yl)-4H-1,2,4-triazol-4-yl)benzoic acid(HLmo)。在水热条件或者溶剂热条件下用这些配体与铜盐、锌盐、镉盐在不同的温度、溶剂等反应条件下,得到了一系列配位聚合物,并研究了所得配合物的性质。  1、在水热条件下,用配体HL和硝酸镉反应在不同条件下得到了一对纯手性的多孔配位聚合物对映体,配合物分子式为{[CdL2]·6H2O}n。结构分析发现,该多孔配位聚合物的中心金属镉采取常见的六配位的配位模式,其孔道直径为1.1 nm*1.3 nm,该结构还具有五重穿插特性,热重分析及变温粉末衍射分析表明该配合物具有很高的热稳定性。光致发光测试表明该配合物除了具有基于配体的发光外,且客体水能猝灭π-π*的跃迁。有机染料分子的吸附实验表明,该配合物对罗丹明 B具有明显的吸附性能,而对甲基橙和亚甲基蓝无明显的吸附。  2、在溶剂热的反应条件下用铜盐分别和配体H2Lm、HLmm、HLmo反应,得到了三个具有类似结构的一维链状配位聚合物2-4。通过结构分析发现,该类配位聚合物的羧基均未参与反应配位,可充当质子载体。我们测试了其质子传导率,数据表明,羧基数量越多,其质子传递效果越好。且所含客体水对质子传导率也有影响。  3、在不同溶剂和诱导剂条件下,用配体H2Lm和锌盐得到了配合物5-11。其中配合物5-9具有类似的结构,但它们所含的客体分子不同。配合物10和11属于一对超分子异构体。探究这些配合物的合成条件,我们发现,通过控制有机溶剂的种类,我们可以得到含不同客体的配合物,如配合物5-9,也可通过调节有机溶剂分子的种类,得到不同的结构,如配合物11。在一定条件下,配合物6-9能转化为配合物11,实现结构上2D到3D的转换。
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