磺酸羧酸有机配体及其金属有机配体化合物的合成与表征-有机化学专业论文.docx

!≠ ! ≠ 每 摘要金属一有机配体化合物作为固体材料在气体存储、光电子材料、磁性材料及 摘要 金属一有机配体化合物作为固体材料在气体存储、光电子材料、磁性材料及 催化等诸多方面都表现出了巨大的潜在的应用前景。它的研究涉及到有机、无机、 ● 固态化学及材料化学等诸多领域，已成为当今化学研究的热点之一。有机配体具 有分子裁剪的功能，而无机离子具有丰富的光电磁性能，因此，金属一有机配体 化合物既能够表现出有机物的特质又具有无机物的性能。 本论文研究了两个既含有磺酸基又含有羧酸基的双官能团的有机配体：5一 磺酸基间苯二羧酸(H3SIP)和4，8一二磺酸基一2，6一萘二羧酸(H4DSNDA)。首先利用 磺化反应合成了这两个有机配体，然后利用这两种有机配体与过渡金属及镧系金 属离子反应合成了12个金属一有机配体化合物。(a)过渡金属与5一磺酸基间苯二 羧酸有机配体在水热反应条件下合成了3个新颖的化合物： [Zn2(f12一OH)(SIP)(DPP)(H20)]n(1)，{[Zn3(92一OH2)2(SIP)2(．phen)3(H20)3](H20)5}n(2) 和{[Cu4(∥3一OH)2(SIP)2(imz)2](H20)2}n(3)(DPP为1，3一二(4一吡啶)丙烷，phen为 ● 1，10-菲哕啉，imz为咪唑)。(b)镧系金属离子与4，8一二磺酸基一2，6一萘二羧酸有机 配体在水热反应条件下合成了 9个新颖的化合物： {[Pr4(f13一OH)4(DSNDA)2(H20)12](H20)12}n(4)， [Ln((H—DSNDA)o．5(DSNDA)o．5一 (H20)5]n(Ln =L“5)， Nd(6)， Gd(7)， Eu(8)，Dy(9)和 Sm(10))， [(H—DPP)2Eu2(DSNDA)2(H20)s]n(11)和{[Er(H—DSNDA)(H20)4](H20)}n(12)。论文 对这两个有机配体进行了核磁共振和红外结构表征。对所有的金属一有机配体化 合物进行了结构表征如单晶X一射线衍射和红外光谱，同时还对部分化合物的拓 扑结构、荧光性能、磁性和热稳定性进行了研究。 本论文分为五个部分：第一章为前言，简要介绍了磺化反应以及磺酸一羧酸 有机配体的金属化合物的最新研究进展。第二章为实验部分，合成了两个磺酸一 羧酸有机配体和12个金属一磺酸一羧酸有机化合物。第三章对两个磺酸一羧酸有机 配体的结构进行了表征，以及对12个金属一有机配体化合物的晶体结构进行了描 述和分析。化合物[Zn2(f12一OH)(SIP)(DPP)(H20)]。(1)是一个由5一磺酸基间苯二羧 ● 酸和1，3一二(4一吡啶)丙烷配体桥联锌离子形成的三维结构的化合物，该三维的结 构中包含着数目相等的左／右手Zn-SIP螺旋链。化合物 {[Zn3(f12一OH2)2(SIP)2(phen)3(H20)3](H20)5}n(2)是一维链状结构，一维链中包含着 两种结构不同的结构单元。化合物{[Cu4@3一OH)2(SIP)2(imz)2](n20)2}n(3)是一个 基于四核的【Cu4(∥3一OH)2]6+簇的三维结构，该三维的结构表现为类金红石的拓扑 结构。化合物{[Pr4(93一OH)4(DSNDA)2(H20)12】(H20)12)n(4)是一个基于四核的 [Pr4(ju3-OH)4】8+簇的三维结构，每个四核簇被八个有机配体连接形成一个具有一 [Pr4(ju3-OH)4】8+簇的三维结构，每个四核簇被八个有机配体连接形成一个具有一 维菱形孔洞结构的三维结构。化合物【Ln((H—DSNDA)o．5(DSNDA)o．5(H20)5]n(5)到 (10)是异质同晶化合物，它们是二维波浪状的层结构。化合物【(n- DPP)2Eu2(DSNDA)2(H20)8]n(11)是一个二维方格子状的层状结构，在这个二维方 格子的层状结构中嵌入了起到调节电荷平衡作用的1，3一二(4一吡啶)丙烷配体。化 合物{刚H—DSNDA)(H20)4](H20)}n(12)是一个二维的厚层状结构。第四章对金 属一有机配体化合物的物理性能如荧光和磁性进行了研究。最后一章是对本论文 工作的总结与展望。 关键词：5一磺酸基间苯二羧酸；4,8一二磺酸基一2，6一萘二羧酸；金属一有机配 体化合物；核磁共振；晶体结构；荧光；磁性 ● AbstractMetal-organic Abstract Metal-organic compounds嬲an important claSs of solid—state materials have potemial applications in gaS—storage，photoelectron materials，ma