基于氨基酸衍生物构筑的手性配合物的合成、晶体结构及性能研究

来源 :河北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luowanda
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近年来,合理的设计和合成新颖的手性金属有机框架结构(MOFs)在晶体工程,配位化学,超分子化学以及材料化学等领域都得到了高度的关注,这不仅是因为它们的美学和拓扑结构,而且还由于它们在不对称催化、对应选择性分离、非线性光学、磁性、铁电性质等方面具有潜在的应用价值。本论文综述了以手性配体和非手性配体合成手性配合物的最新研究进展,利用两种手性氨基酸衍生物配体N-苯甲酰-L-谷氨酸(H2bzgluO)和N-对甲苯磺酰-L-苯丙氨酸(Htsphe)设计和合成了一系列手性配合物,并对配合物的结构和性质进行了研究。(1)以N-苯甲酰-L-谷氨酸(H2bzgluO)作为主配体,设计和合成了7种结构多变的手性配合物:[Cu2(bzgluO)2(2,2′-bipy)2]·7H2O (1);[Cu(bzgluO)(2,4′-bipy)2(H2O)]n·2nH2O (2);[Cu2(bzgluO)2(4,4′-bipy)2]n(3);[Cu2(bzgluO)2(bpe)2]n·5nH2O (4);[Zn(bzgluO)(bpp)]n·1.75nH2O (5);[Zn(bzgluO)(4,4′-bipy)0.5]n(6);[Ag2(Hbzgluo)2(bpe)2]·4nH2O (7),(H2bzgluO=N-苯甲酰-L-谷氨酸;2,2′-bipy=2,2′-联吡啶;2,4′-bipy=2,4′-联吡啶;4,4′-bipy=4,4′-联吡啶;bpp=1,3-联(4-吡啶基)丙烷,bpe=1,2-联(4-吡啶基)乙烷)。并利用元素分析,红外光谱,热重分析,X-射线单晶衍射分析对配合物结构进行了表征。X-射线单晶衍射分析表明,配合物1属于正交晶系,手性P212121空间群,通过两个相邻的Cu(II)阳离子和两个bzgluO2-阴离子的-和-羧基氧原子的桥连作用形成了双核小分子结构,值得注意的是,在配合物1中的晶格水分子通过氢键作用形成了一维右手螺旋状的水链结构。配合物2属于三斜晶系,手性P1空间群,通过Cu(II)阳离子与bzgluO2-阴离子的-和-羧基氧的桥连作用形成了一维链状结构,相邻的一维链状结构之间进一步通过分子间氢键作用形成二维超分子结构。配合物3属于单斜晶系,手性P21空间群,通过Cu(II)阳离子与bzgluO2-阴离子的-和-羧基氧的桥连作用形成了一个平行于ab平面的[Cu(bzgluO)]∞层状结构,这些层状结构沿c轴方向按ABAB方式堆积,进一步通过4,4’-bipy分子的连接形成了三维网络结构。配合物4属于单斜晶系,手性P21空间群,通过Cu(II)阳离子与bzgluO2-阴离子的-和-羧基氧的桥连作用形成了一个平行于ab平面的[Cu(bzgluO)]∞层状结构,进一步通过bpe分子的桥连作用形成了三维微孔结构,(H2O)8型水簇分子占据在微孔中。配合物5属于单斜晶系,手性C2空间群,通过Zn(II)阳离子与bzgluO2-阴离子的-和-羧基氧的桥连作用形成了一个沿b轴方向的左手螺旋链结构,进一步通过bpp分子的连接作用形成了二维波浪式层状结构,这些层状结构沿c轴方向按ABAB方式堆积。配合物6属于四方晶系,手性P43212空间群,通过Zn(II)阳离子与bzgluO2-阴离子的-和-羧基氧的桥连作用形成了一个平行于ab平面的[Zn(bzgluO)]∞层状结构,这些层状结构沿c轴方向按ABAB方式堆积,进一步通过4,4’-bipy分子的连接形成了三维网络结构。配合物7属于单斜晶系,手性C2空间群,首先通过两个相邻的Ag(I)阳离子和2个不同的HbzgluO-阴离子形成二聚单元[Ag2(HbzgluO)2],这样的二聚单元进一步通过bpe分子的桥连作用形成一维双链结构。配合物1-7结构的多样性表明bzgluO2-阴离子的配位模式,辅助配体的选择以及金属阳离子的种类都对配合物结构的形成有着重要的影响。此外,磁性研究表明,在配合物1中随着温度的变化表现出铁磁与反铁磁相互作用。在配合物2中存在铁磁相互作用。配合物3中存在反铁磁相互作用。室温固体荧光测试显示配合物5-7都是潜在的发光材料。(2)以N-对甲苯磺酰-L-苯丙氨酸(Htsphe)作为主配体,设计和合成了2种配合物:[Cu(tsphe)2(2,2′-bipy)]·2ts (8);[Zn(tsphe)2(2,4′-bipy)2](9),(Htsphe=N-对甲苯磺酰-L-苯丙氨酸2,2′-bipy=2,2′-联吡啶;2,4′-bipy=2,4′-联吡啶)。并利用元素分析,红外光谱,热重分析,X-射线单晶衍射分析对配合物结构进行了表征。X-射线单晶衍射分析表明,配合物8属于正交晶系,手性C2221空间群,是单核小分子配合物。配合物9属于单斜晶系,手性P21空间群,是单核小分子配合物,进一步通过分子间氢键作用形成一维超分子双链结构。此外,室温固体荧光测试显示配合物9可以作为潜在的发光材料。
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