《含氮雜環多羧酸配位聚合物的合成及質研究》是2021年科學技術文獻出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：含氮雜環多羧酸配位聚合物的合成及質研究
- 作者：李芬芳
- 類別：一般問題類圖書
- 出版社：科學技術文獻出版社
- 出版時間：2021年
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝-膠訂
- ISBN：9787518978809
配位聚合物是指金屬離子(Mn )通過配位鍵與剛性的、半剛性的或柔性的有機配體自組裝形成的無限網路結構的雜化無機-有機晶態超分子材料。作為一類新型雜化材料——配位聚合物在磁學、氣體儲存、異相催化、化學感測、電致發光、分子識別及能量儲存和轉變等多方面均顯示出潛在的套用前景。本書基於主族金屬（Ba2 ）、過渡金屬（Mn2 、Fe2 、Co2 、Ni2 、Cu2 、Zn2 、Cd2 ）與6種不同的含氮雜環多羧酸配體設計合成了18種新型的具有較好的光學或磁學性質的配位聚合物。通過單晶X-射線衍射表征了這些配合物的結構，研究了具有單電子金屬（Fe2 、Co2 、Ni2 、Mn2 ）配位聚合物的磁性，另外對具有d10 電子的金屬配位聚合物進行了螢光性質的研究，並將它們用於金屬離子及常見陰離子的檢測。本書主要從下面4個部分進行研究討論。
①基於3種含有不對稱吡唑羧酸的配體合成並充分表征了7種新型的配合物。配體採用不同的配位模式構建了不同的晶體結構。其中配體L1合成的2種配合物配體顯示了不同的配位模式, 分別為μ3-κN,O1:κO1′:κO2和μ2-κN,O1:κO2。而配體L2合成的3種配合物配體顯示出相同的配位模式，為μ2-κN,O1:κO2,O2′。配體L3合成的2種配合物也顯示出了不同的兩種配位模式，分別為μ3-κN,O1:κO2:κO3和μ2-κN,O1:κO3，且隨著羧基的增加，容易形成多核配合物。此外，磁性分析表明配體L3形成的三核銅（Ⅱ）配合物6存在鐵磁相互作用，而其他配合物表現出反鐵磁相互作用。另外，配合物3和配合物4的螢光測試表明，與配體L2相比配合物3和配合物4的發光增強，這可能是由於配體與金屬原子的結合增強了配體的剛性並減少了配體由無輻射衰變引起的能量損失。
②通過1-(4-羧苯基)-1H-苯並咪唑-5,6-二羧酸（H3cbic）配體合成了兩種新型同構的鎘和錳配合物，具有2D結構，而且在此結構中包含1D的左右手性雙螺旋鏈，拓撲符號為(47·63)，合成的配合物具有很好的水溶液穩定性和熱穩定性。對比研究發現鎘配合物8具有對金屬離子Fe3 的螢光識別性，選擇性好且具有較高的淬滅常數和較低的檢出限（3.1×10-5 mol·L-1），同時發現在pH=6～14時，配合物8的螢光強度很穩定，與文獻相比，具有較廣的pH螢光穩定範圍。再則，通過簡單的吸附實驗表明了配合物8中未參與配位的氧原子與Fe3 的水合離子之間存在著一個弱的相互作用。對於錳配合物9的磁性，測試發現Mn (Ⅱ) 之間存在反鐵磁相互作用。
③通過配體1-(4-羧苯基)-2-丙基-1H-咪唑-4，5-二羧酸 (H3cpimda)與金屬鎘和錳構築了兩個配合物，其中配體在反應過程中容易發生脫羧酸反應而生成新的配體1-(4-羧苯基)-2-丙基-1H-咪唑-4-羧酸（H2cpima）。在與金屬鎘構築配合物10的過程中，兩種配體都參與配位，配體H3cpimda中的羧基沒有全部脫去質子，該配合物形成2D網路結構，拓撲符號為(43)2(46·66·83)。而錳的配合物11在構築過程中，只有原料配體脫羧後cpima2-參與配位，配位模式比較簡單，呈現0D結構。同時配合物10因為多羧基和咪唑環的存在，有很強的氫鍵和弱的相互作用，通過這些弱相互作用使配合物的2D結構進一步轉化成3D結構。通過配合物10的螢光研究發現配合物的螢光比配體強，可能是由於配體之間的Π—Π電子轉移引起的。同樣配合物11的磁性，測試給出金屬中心Mn(Ⅱ)之間存在反鐵磁相互作用。
④通過配體1,1′-(1,4-苯基聯甲基)雙(1H-吡唑-3,5-二羧酸)（H4L6）構築了7種配位聚合物，其中配體的羧基全部脫掉質子生成L4-，而且配體採用了5種不同的配位模式，其中鐵（12）、鈷（13）、鎳（14）的配位聚合物是同構的2D結構；錳（15）的配合物也是2D結構，但與配合物12至配合物14不同構；鋇（16）、鋅（17）和鎘（18）的配合物，或為3D結構（16、18），或為2D結構（17）。根據不同金屬離子配位的特點，主要研究了它們的磁學與螢光性質：磁學方面，儘管配合物12至配合物14具有同構的特性，但是配合物12（Fe2 ）和13（Co2 ）在2 K至室溫表現出反鐵磁性，而配合物14（Ni2 ）表現出鐵磁性，原因是中心金屬離子電子構型不一樣;螢光方面配合物16（Ba2 ）具有離子識別性，可以在DMF溶液中識別Fe3 ，還可以識別Cr2O2-7，與已報導的體系相比的不同是可以區分出Cr2O2-7和CrO2-4，配合物16在識別Fe3 和Cr2O2-7時，都具有較低的檢出限和較高的淬滅常數。配合物17（Cd2 ）也具有螢光性質，其螢光發射歸因於配體之間的躍遷ILCTs。
