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氮杂环、芳香羧酸类化合物及配位聚合物的合成、结构与性能

作　者: 李碧辉
导　师: 张春华
学　校: 湘潭大学
专　业: 有机化学
关键词: 钴配合物铜配合物晶体结构合成
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

配合物以其奇特的空间结构和在材料、催化方面巨大的潜在应用价值而成为目前配位化学领域中的一个研究热点。因此,设计、合成结构新颖的配体和配合物是一项十分有意义的工作。本文设计、合成了9个氮杂环和芳香羧酸类化合物,其中5个为未见报道的化合物,并分别以其中两个化合物为配体,用水热法合成出了3个未见报道的配合物,并对配合物的多种性能进行了研究。主要研究内容如下:1.以2-氰基吡啶作为原料,经过多步反应合成了5-(2-吡啶基)-1,2,4-三唑(L1)和4,4′-二{[5-(2-吡啶基)-1,2,4-三唑基]-1-甲基}联苯(L2);以对氰基溴苄为原料合成了中间体2,4,6-三(4-溴甲基苯基)-1,3,5-三嗪,并以其为母体与配位能力较好的含-NH-的氮杂环化合物反应脱去溴化氢合成了4个新化合物:2,4,6-三{4-[(1,2,4-三氮唑基)-1-甲基]苯基}-1,3,5-三嗪(L3)、2,4,6-三{4-[(苯并咪唑基)-1-亚甲基]苯基}-1,3,5-三嗪(L4)、2,4,6-三{4-[(苯并三唑基)-1-亚甲基]苯基}-1,3,5-三嗪(L5)和2,4,6-三{4-{[5-(2-吡啶基)-1,2,4-三唑基]-1-亚甲基}苯基}-1,3,5-三嗪(L6);以3-羟基-2-萘甲酸为原料经过多步反应合成了3-羧甲氧基-2-萘甲酸(L7);以对甲基苯甲醛为起始原料经过多步反应合成了4,4’-二甲基二苯乙醇酸(L8)和4,4’-二羧基二苯乙醇酸(L9)。以上各中间体及产物的结构由红外光谱(IR)、1H NMR和13C NMR等手段得到确认。2.通过水热法,用配体L7与过渡金属钴(II)离子的盐构筑了1个配合物(配合物1);用配体L1与过渡金属铜(II)离子的盐构筑了2个配位方式和结构差异较大的铜(II)的配合物(配合物2和配合物3),3个配合物均未见报道。由于时间关系,未得到其它配体的配合物,还有待后续研究。3.通过单晶X射线衍射对所合成的3个配合物及1个配体单晶(配体L2)的进行了表征,确定了它们的晶体结构,并对其进行了解析。测定了3个配合物的荧光光谱、循环伏安图和配合物1的热稳定性并对它们分别进行了分析与讨论。取结构碎片,未经优化,根据其在晶体结构中的坐标位置,对所有的配合物及配体L2进行了量子化学简单计算,初步探讨了它们的稳定性、分子轨道能量以及一些前沿分子轨道的组成特征。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-16
  1.1 配合物简述  9
  1.2 配合物的潜在应用  9-14
    1.2.1 光学方面的应用  9-11
    1.2.2 磁性方面的应用  11-12
    1.2.3 吸附方面的应用  12-13
    1.2.4 催化方面的应用  13-14
  1.3 本论文的研究内容及创新点  14-16
    1.3.1 立论依据及创新点  14-15
    1.3.2 设计方案  15-16
第2章配体与配合物的合成  16-26
  2.1 引言  16
  2.2 实验部分  16-26
    2.2.1 试剂和仪器  16-18
    2.2.2 本文合成的配体与配合物  18-19
    2.2.3 化合物与配合物的合成方法  19-24
    2.2.4 结果与讨论  24-25
    2.2.5 小结  25-26
第3章配合物的晶体结构解析与性能研究  26-53
  3.1 引言  26
  3.2 配合物的晶体解析  26-38
    3.2.1 配合物1 的晶体结构解析  26-29
    3.2.2 配合物2 的晶体结构解析  29-32
    3.2.3 配合物3 的晶体结构解析  32-35
    3.2.4 配体L2 的晶体结构解析  35-38
  3.3 配合物1 的热重分析  38-39
  3.4 配合物的荧光分析  39-41
    3.4.1 配合物1 的荧光分析  39-40
    3.4.2 配合物2 的荧光分析  40
    3.4.3 配合物3 的荧光分析  40-41
  3.5 配合物的电化学分析  41-43
    3.5.1 配合物 1 的电化学分析  41
    3.5.2 配合物 2 的电化学分析  41-42
    3.5.3 配合物 3 的电化学分析  42-43
  3.6 配合物的量子化学研究  43-53
    3.6.1 配合物 1 的量子化学研究  43-45
    3.6.2 配合物 2 的量子化学研究  45-48
    3.6.3 配合物 3 的量子化学研究  48-50
    3.6.4 配体 L2 的量子化学研究  50-53
结论  53-55
参考文献  55-59
致谢  59-60
附录 A 硕士期间论文发表情况  60-61
附录 B 谱图  61-65

氮杂环、芳香羧酸类化合物及配位聚合物的合成、结构与性能

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