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基于多吡啶和磺酸类配体构筑的超分子配合物的合成、晶体结构及性能研究

作　者: 邵帅
导　师: 朱玉兰
学　校: 东北师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 磺酸类配体 多吡啶配体 晶体结构 超分子体系 荧光性质
分类号: O641.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


本论文选择1,5-萘二磺酸钠（1,5-NDS）和2,7-萘二磺酸钠（2,7-NDS）作为第一配体，1,10-邻菲啰啉（phen）和4,5-二氮芴-9-酮（dafo）作为辅助配体，与Pb（II）、Zn（II）、Cd（II）、Cu（II）、Mn（II）、Co（II）、Ni（II）等金属离子在水热或溶剂热条件下得到了十六个目标化合物。通过单晶-X射线衍射对这些化合物的晶体结构加以确定，利用元素分析、红外光谱、粉末X射线衍射等测试方法进行了表征，并对其热稳定性及其荧光性质进行了研究。主要成果如下：1.设计得到的十六个目标化合物[Pb（phen）2（1,5-NDS）]n（1）[Zn（phen）（H2O）4]（1,5-NDS）·2H2O （2）[Zn（phen）2（1,5-NDS）（H2O）]（3）[Cd（phen）2（1,5-NDS）]n（4）[Mn（phen）（H2O）4]（1,5-NDS）·2H2O （5）[Co（phen）2（H2O）（1,5-NDS）]（6）[Zn（dafo）（H2O）4]（1,5-NDS）·2H2O （7）[Cd（dafo）2（1,5-NDS）]n（8）[Cu（dafo）2（1,5-NDS）]n（9）[Co（dafo）2（H2O）2]·1,5-NDS （10）[Ni（dafo）（H2O）4]（1,5-NDS）·2H2O （11）[Zn（phen）2（2,7-NDS）（H2O）]·2H2O （12）[Cd（phen）2（2,7-NDS）（H2O）]·2H2O （13）[Mn（phen）2（2,7-NDS）（H2O）]·2H2O （14）[Co（phen）2（2,7-NDS）（H2O）]·2H2O （15）[Ni（phen）2（2,7-NDS）（H2O）]·2H2O （16）2.晶体结构分析十六个目标化合物中，首次以1,5-NDS和dafo混合配体构筑得到7-11，其中dafo配体不仅可以通过氮原子与金属离子螯合配位形成稳定的配合物，而且dafo芳环能够形成堆积作用并且氧原子也可参与氢键形成，有利于构筑多维超分子结构；1-6所选用的配体为1,5-NDS和phen；12-16所用配体为2,7-NDS和phen。配合物1、4、8、9中1,5-NDS配体的两个磺酸基将[M（phen）2]2+或[M（dafo）2]2+单元连接为一维链。其中1中存在Pb-O弱作用，通过这种作用使得磺酸基以双齿螯合的配位方式连接Pb（II）离子。4、8、9中，磺酸基采用单齿桥连的配位模式。1和4通过芳环堆积弱作用分别扩展为二维层状结构；而8和9具有相似的结构，9中dafo配体采取不对称的螯合配位模式连接金属离子，两个配合物在氢键和芳环π-π作用下构筑成三维超分子结构。其余的配合物均为单核零维结构，其中2、5、7、10、11中1,5-NDS虽未参与配位，但对电荷的平衡和氢键的形成起到了关键的作用；配合物3、6、12-16中，萘二磺酸配体均以一个磺酸基采用单齿桥连的模式与金属离子配位。这些配合物的结构中含有大量的氢键和π-π作用，从而使零维结构构建成多维超分子结构。3.热稳定性由于超分子配合物结构中存在配位键以及氢键和芳环堆积等分子间作用力，使得2-16的骨架坍塌温度均较高。特别是配合物2，在失去水分子之后直到465oC有机骨架开始分解。其余3-16配合物也在300oC以上开始坍塌，均具有较好的热稳定性，而1结构中Pb-O之间存在弱作用力且分子间作用较少，因此分解温度较低。4.固体荧光性质室温下测定十六个化合物和自由配体的固体荧光光谱。配合物3在420nm处出现一个较强的荧光发射峰（λex=342nm），此发射峰可归属为1,5-NDS配体内电荷跃迁，并发生了红移。同样6-16的发射峰也出现红移现象，这可能是由于有机配体参与配位后，改变了配体的HOMO和LUMO间的能隙。与自由配体的发射峰相比，配合物的荧光强度增强，可能是因为配体与金属配位后增强了配体的刚性，减少了无辐射跃迁造成的能量损失。荧光分析测试结果说明，合成的配合物均具有良好的荧光性质，为其在荧光发光材料领域等方面的开发提供了一定的实验基础，这一研究具有潜在的应用价值和实际意义。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-24
  1.1 配位化学概述  10
  1.2 超分子化学进展  10-17
  1.3 超分子配合物的合成方法  17-18
  1.4 超分子配合物的性能应用  18-22
  1.5 选题依据及主要工作  22-24
第二章 基于 1,5-萘二磺酸和邻菲啰啉类配体的超分子配合物的合成及性能研究  24-68
  2.1 仪器与药品  24
  2.2 配体及配合物的合成  24-28
  2.3 配合物的晶体结构  28-55
  2.4 粉末 XRD 衍射分析  55-56
  2.5 配合物的热稳定性分析  56-61
  2.6 配合物的荧光性质分析  61-66
  2.7 小结  66-68
第三章 基于 2,7-萘二磺酸和邻菲啰啉配体的超分子配合物的合成及性能研究  68-90
  3.1 仪器与药品  68
  3.2 配合物的合成  68-70
  3.3 配合物的晶体结构  70-86
  3.4 粉末 XRD 衍射分析  86
  3.5 配合物 12-16 的热稳定性分析  86-87
  3.6 配合物的荧光性质分析  87-89
  3.7 小结  89-90
第四章 总结  90-92
参考文献  92-98
附录  98-100
致谢  100-101
硕士期间发表论文情况  101

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 物理化学（理论化学）、化学物理学 > 结构化学 > 络合物化学（配位化学）
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