论文部分内容阅读
金属有机配位聚合物将有机组分与无机组分相结合，同时兼具有机和无机功能基团各自的性质和功能，与传统的无机材料相比容易通过结构调控来实现性能调控和优化，而且其物理化学稳定性能等明显优于有机材料。因此，化学家们首先以金属离子作为组装基元，通过金属-侨连配体间的配位作用自组装成零至三维有序结构的配位聚合物，这些化合物不仅展示了丰富多彩的分子拓扑结构，而且初步表明他们在吸附分离与催化、光电子与磁性等方面具有良好的应用前景。本论文利用羧酸咪唑和氰基咪唑类两大体系配体与金属离子进行分子自组装，合成出28个化合物，对所有化合物进行了基础的单晶X-射线衍射和元素分析表征。对部分化合物进行了红外光谱、热重分析、粉末衍射等测定。同时对各个配合物的内部结构和作用力进行了系统的研究，如配位作用、氢键作用、π-π堆积等。 本论文分为六个部分: 第一章为前言，简要介绍了本论文的选题目的、意义及咪唑、联咪唑类衍生物的研究进展。 第二章介绍了1，3-二（4，5-二羧酸咪唑）丙烷与金属离子Zn、Cd、Cu、Ni、Pb、Co超分子自组装反应，制备了十二个新的金属有机化合物。通过单晶结构分析得到:化合物1-4为同构的单核结构，但是由于他们的游离溶剂分子不一样，通过氢键连接成的三维超分子结构存在很大的区别。5和6是两个Cd的化合物，一个是一维链结构，而另一个通过辅助配体联吡啶连接而成的一个双核结构。化合物7-9为三个铜的配合物，7和8是两个结构非常相似双核铜结构，而9是一维的手性螺旋链结构。10和11为Pb的化合物，Pb2+的配位数变化比较大，所以其中一个为双核结构，一个为三维结构。化合物12是一个罕见的M2L4型笼。通过对配合物结构的分析发现在这十二个化合物中，配体通过C-C单键的旋转存在着六种不同的构型。 第三章介绍了二氰基咪唑与金属离子Ag、Zn、Cd、Cu配位形成的八个化合物。13-15为三个Ag的化合物，结构从一维链到三维网络。16和17为两个单核的Zn化合物。18和19为两个Cd的二维层状结构化合物。20为铜的三维网络的手性化合物。在这八个化合物中只要16和17两个中的氰基水解成羧酸参与配位，其余六个化合物中14、15、20氰基直接参与了配位，并且其中两个为非心结构。 第四章介绍了刚性配体1，4-二（4，5-二羧酸咪唑）与稀土离子Sm、Eu、Gd、Tb制备得到的四个化合物21-24，这四个化合物为同构的一维梯形链结构，通过对其结构的分析发现在这四个化合物中通过氢键作用和较强的π-π堆积作用形成了一维孔道，并且在孔道内部由游离水分子形成一维水链。 第五章介绍了4-(2-苯并咪唑基)丁酸与金属离子Zn、Cd、Co形成的四个化合物25-28，其中25和26为同构的二维层结构，27相对于25、26来说，多了一个游离水分子，而这个游离水中的O原子形成了一个罕见的四面体模型的氢键，通过此氢键连接成一个三维超分子网络。28为一维梯形链结构，通过咪唑环上N-H与羧基O之间的氢键连接成一个成阶梯上升的二维结构。 第六章是对本论文工作的总结和展望。