论文部分内容阅读
羧酸配体具有多变的配位方式和较强的配位能力,因此在配位超分子化学中扮演着重要的角色。近年来,通过金属离子与羧酸配体之间的配位作用以及弱相互作用力(如氢键、π-π堆积作用、卤素-卤素弱作用等)构筑结构新颖、性能独特的配位超分子化合物成为配位化学、超分子化学、材料化学等领域的研究热点。在这些配合物中,由于稀土离子特殊的4f电子层结构,其配合物表现出独特的化学及物理性质,在光、电、磁等领域得到广泛应用。特别是多足羧酸配体稀土发光配合物具有发射谱带窄、单色性好、荧光寿命长、量子产率高等优点,而备受学者青睐。同时,碱土金属元素因其半径大、配位数高且多变,与羧酸配体也能形成超分子配合物而受到人们的关注。本论文在课题组已有工作基础上,设计合成了一系列多足羧酸类配体及其稀土、碱土配合物,对它们进行了详细的结构表征并研究了配合物的荧光、磁学、气体吸附性质,探讨了配合物结构与性能的关系。全文共分为四章：第一章：简要概述了近年来羧酸配体构筑稀土、碱土配合物的研究进展。第二章：以三羟甲基氨基甲烷为骨架,设计、合成出四个三足羧酸配体(H3LⅠ～H3LⅣ),并进一步合成了15个稀土配合物。通过元素分析、红外光谱、差热-热重分析和X-射线单晶衍射等手段对配合物的组成和结构进行了表征。研究表明：配体中荧光团和取代基的改变对配合物的结构没有明显的影响,配体和稀土离子均形成“笼状”双核结构。第三章：对四个配体(H3LⅠ～H3LⅣ)铕、铽配合物进行了荧光性质研究,并探讨了配体结构改变对中心铕、铽离子发光效率的影响。结果表明：ⅰ)通过改变配体中的荧光团或在苯环的4号位或者5号位上引入不同性质的取代基团,可以有效地调节配体的单重态能级和三重态能级；ⅱ)由于配体H3LⅠ的三重态能级和铕离子的5D0能级匹配较好,因此配体H3LⅠ对铕离子具有良好的敏化作用；ⅲ)配体H3LⅡ-H3LⅣ对铽离子的敏化效果明显好于铕离子,也是由于配体的三重态能级与铽离子的5D4能级匹配较好的缘故。同时还对配体H3LⅠ钆配合物进行了磁学性质研究,结果表明：配合物分子中的钆离子之间存在弱的反铁磁作用。第四章：以2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇和三羟甲基氨基甲烷为骨架,设计、合成出两个多足羧酸配体H2LⅤ和H3LⅥ,并合成了3个碱土金属配合物。通过元素分析、红外光谱、差热-热重分析、粉末衍射和X-射线单晶结构分析等手段对配合物的组成和结构进行了表征。研究表明：配体中支链的数目对碱土金属配合物的结构有较大影响,并初步研究了部分碱土金属配合物的发光和N2吸附性能。本论文涉及到的配体：H3LⅠ：1,1,1-三[(2’-羧酸-3’-萘氧)甲基]-对甲苯磺酰氨基甲烷H3LⅡ：1,1,1-三[(2’-羧酸-5’-甲氧基苯氧)甲基]-对甲苯磺酰氨基甲烷H3LⅢ：1,1,1-三[(2’-羧酸-4’-甲基苯氧)甲基]-对甲苯磺酰氨基甲烷H3LⅣ：1,1,1-三[(2’-羧酸-5’-溴苯氧)甲基]-对甲苯磺酰氨基甲烷H2LⅤ：1,1,-二[(4’-羧酸苯氧)甲基]-1’-甲基对甲苯磺酰氨基甲烷H3LⅥ：1,1,1-三[(4’-羧酸苯氧)甲基]－对甲苯磺酰氨基甲烷