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基于羧酸、磺酸类配体铜/锌配合物的合成、结构及表征

作　者: 王敏敏
导　师: 周建良
学　校: 中南大学
专　业: 无机化学
关键词: 羧酸配合物磺酸配合物超分子网络结构非线性光学性质
分类号: O641.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

过渡金属配合物因其结构、功能的多样性,决定其在光、电、磁、催化、离子交换、生物模拟、分子筛吸附等诸多领域中具有广阔的应用前景,已成为当今化学领域的研究热点。本论文选择不同构型的羧酸、磺酸和氮杂环类化合物作为配体,参与铜、锌离子反应,合成了十种结构新颖的配合物,并研究了这些配合物的合成条件及规律,分析了部分配合物的拓扑结构,考察了配体的几何构型以及对整个结构的影响规律等,探索了部分配合物的荧光性质和非线性光学性质。这些化合物通过元素分析、红外光谱、热分析和X-射线单晶衍射等手段对它们的结构进行了初步表征。主要研究成果如下：选用“V”型二羧酸4,4’-(苯胺基)二苯甲酸为配体,加入不同的氮杂环化合物做辅助配体,采用水热法与铜和锌离子反应,分别合成了三种新颖的铜(Ⅱ)和锌(Ⅱ)配合物：{[CuL(bpe)0.5]·4H2O)n(1)、{[ZnL(bibp)]·DMA·(H2O)2}n(2)和{ZnL(bix)0.5)n(3)。配合物1和3中分别包含双核[Cu2(C02)4]和[Zn2(C02)4]单元,每个双核单元的两个轴向位置分别由主配体上的氧原子和辅助配体上的氮原子连接,形成二维层状结构。配合物1具有{44·610·8}拓扑结构。配合物2中主配体上和辅助配体分别桥联两个相邻的锌金属中心,形成二维网状结构,具有{65·8)拓扑结构。选用三种不同的磺酸配体(4-羟基-3-吡啶磺酸、喹啉-8-磺酸和8-羟基喹啉-5-磺酸),采用水热法或回流法制备出了四种新颖的铜(Ⅱ)配合物：[Cu(4-HPS)(phen)Br]·H2O(4),[Cu(L1)2H2O]·H2O(5)、{Cu(2,2’-bpy)(SO4)(H2O)2)n(6)和{[Cu(HQS)2]·(4,4’-bpy)·3H2O)n(7)。配合物4和5均为单分子结构,配合物6和7均为一维链状结构,配合物4-7都通过氢键和π-π堆积作用自组装成三维超分子网络结构。利用水热法合成了三种氮杂环配体构筑的铜(Ⅰ)和锌(Ⅱ)配合物：[Cu(phen)2C1]·9H20(8)、[ZnCl2(3,5-lut)2](9)和[Zn2C14(3-etpy)4](10)。有趣的是,配合物8中存在一维无限延伸的螺旋水簇链,这一发现对于水簇的进一步研究有着重要的意义。配合物9和10的配位模式相同,每个Zn2+分别与来自3,5-二甲基吡啶或3-乙基吡啶的两个N原子和ZnCl2提供两个Cl-配位,形成四配位的变形四面体配位环境。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-11
1 文献综述  11-28
  1.1 配合物的研究现状  11-22
    1.1.1 氮杂环类过渡金属配合物的研究现状  11-15
    1.1.2 有机羧酸过渡金属配合物的研究现状  15-19
    1.1.3 氮杂环磺酸过渡金属配合物的研究现状  19-22
  1.2 过渡金属有机配合物的非线性光学性质  22-23
  1.3 三阶非线性光学性能测试  23-26
    1.3.1 Z-扫描技术原理  23-25
    1.3.2 三阶非线性实验数据处理  25-26
  1.4 选题依据及研究内容  26-28
2 柔性“V”型羧酸铜和锌配合物的合成及表征  28-44
  2.1 实验部分  28-34
    2.1.1 实验仪器  28-29
    2.1.2 实验试剂  29
    2.1.3 配体及配合物1-3的合成  29-31
    2.1.4 晶体结构测定及其表征方法  31-34
  2.2 结果与讨论  34-43
    2.2.1 红外光谱分析  34-35
    2.2.2 热分析  35-36
    2.2.3 配合物的晶体结构  36-41
    2.2.4 粉末XRD分析  41-42
    2.2.5 荧光光谱分析  42
    2.2.6 非线性光学性能分析  42-43
  2.3 小结  43-44
3 氮杂环磺酸铜配合物的合成及表征  44-63
  3.1 实验部分  44-51
    3.1.1 实验仪器  44-45
    3.1.2 实验试剂  45
    3.1.3 配合物4～7的合成  45-46
    3.1.4 晶体结构测定及其表征方法  46-51
  3.2 结果与讨论  51-61
    3.2.1 红外光谱分析  51-53
    3.2.2 热分析  53-55
    3.2.3 配合物的晶体结构  55-60
    3.2.4 非线性光学性能分析  60-61
  3.3 小结  61-63
4 氮杂环铜(Ⅰ)和锌配合物的合成及表征  63-78
  4.1 实验部分  63-68
    4.1.1 实验仪器  63-64
    4.1.2 实验试剂  64
    4.1.3 配合物8～10的合成  64-65
    4.1.4 晶体结构测定及其表征方法  65-68
  4.2 结果与讨论  68-76
    4.2.1 红外光谱分析  68-69
    4.2.2 热分析  69-71
    4.2.3 配合物的晶体结构  71-74
    4.2.4 荧光光谱分析  74-75
    4.2.5 非线性光学性能分析  75-76
  4.3 小结  76-78
5 总结与展望  78-80
  5.1 总结  78
  5.2 展望  78-80
参考文献  80-89
硕士学位期间主要研究成果  89-90
致谢  90

基于羧酸、磺酸类配体铜/锌配合物的合成、结构及表征

内容摘要

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