内盐型二羧酸配体论文-马瑜

内盐型二羧酸配体论文-马瑜

导读:本文包含了内盐型二羧酸配体论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:配位聚合物,晶体结构,分子磁性材料,磁性

内盐型二羧酸配体论文文献综述

马瑜[1](2011)在《基于内盐型羧酸配体的配位聚合物合成、结构与磁性》一文中研究指出配位聚合物因其潜在的应用价值,如非线性光学、磁性、气体的存储与分离、化学传感、催化等,和其基本的科学研究价值,如丰富的拓扑结构、自组装过程遵循的物理规律等,引起了人们的广泛关注,并成为当今化学、材料科学、生命科学等领域的研究热点之一。本论文以构筑新颖的聚合结构、发现新的磁现象,探究磁-构关系为主要目的,以不同长度的内盐型单/双羧酸为辅助配体构筑了一系列含有迭氮-羧基或氰酸根-羧基混桥的过渡金属配位聚合物。此外,我们还选用了不同的刚性或柔性二羧酸配体,引入端基或中性辅助桥联配体对结构进行调控,构筑了一系列不同维度的配位聚合物。对所得到的配合物均进行了光谱分析、单晶结构解析,对部分配合物进行了磁性表征。本论文的工作主要分为以下几个部分:(1)以内盐型二羧酸为共配体的过渡金属迭氮配位聚合物的合成、结构及磁性本部分我们选用叁种不同长度的中性内盐型有机共配体(1,3-二(N-羧甲基-4-吡啶基)丙烷、N,N'-双双(羧甲基)-4,4-联吡啶和1,2-二(N-羧甲基-4-吡啶基)乙烷)构筑了11个含有迭氮羧基混桥的过渡金属配位聚合物及一个以甲基紫精(MV2+)为抗衡离子的Mnll-迭氮配位聚合物,并研究了其磁-构关系。(i)以迭氮离子为短桥配体,分别以1,3-二(N-羧甲基-4-吡啶基)丙烷(bcpp)和1,2-二(N-羧甲基-4-吡啶基)乙烷(bcpe)为有机共配体,与MnⅡ、CoⅡ、NiⅡ和CuⅡ四种不同的过渡金属离子组装得到了7个配位聚合物[M2(bcpp)(N3)4]n(M=Mn,1;Co,2;和Ni,3)、[M2(bcpe)(N3)4]n(M=Mn,8;Co,9;和Ni,10)和{[Cu3(bcpe)(N3)6]·2H2O}n(11)。其中,配合物1-3和8-10是同构的。在这6个同构配合物的结构中均含有由(EO-N3)2(μ-syn,syn-COO)叁重混桥桥联金属离子形成的一维均匀链,链间通过吡啶类阳离子基团连为两维层状结构。这些同构配合物间存在非常小的结构参数差异,使我们能够研究相同叁重桥联的不同金属离子对磁耦合的影响。磁性研究表明,在MnⅡ的配合物中,叁重混桥传递反铁磁耦合,而在CoⅡ和NiⅡ的配合物中传递铁磁耦合。配合物11也具有由联吡啶类阳离子基团桥联阴离子一维链形成的两维层状结构。不同的是,该链可看作是由缺角立方单元或者线性叁核单元构成的非均匀链。磁性研究表明,在该CuⅡ的配合物中,线性叁核单元内主要传递铁磁耦合,而叁核单元间存在弱的反铁磁相互作用。(ii)以迭氮离子为短桥配体,以N,N'-二(羧甲基)-4,4'-联吡啶为有机共配体,分别与MnⅡ和Con两种不同的过渡金属离子组装得到了4个结构新颖的配位聚合物[Mn3(bcp)(N3)6(H2O)2]n(4)、{[Mn3(bcp)2(N3)2(SO4)2(H2O)4]·6H2O}n (5)、{[Mn4(bcp)2(N3)8(H2O)2]·4H2O}n(6)和[Co3(bcp)(N3)6(H2O)2]n(7)。其中,配合物4和7是同晶的。在4和7中,相邻金属离子之间通过叁重[(EO-N3)2(μ-syn,syn-COO)]和双重[(EE-N3)2]混桥相连,从而形成了新颖的1D交替链状结构。磁性研究表明,该MnⅡ的配合物表现出反铁磁行为,而CoⅡ的配合物中存在自旋倾斜的现象。而配合物5和6分别为含有叁核和四核低维磁性单元的1D链状结构。磁性研究表明,这两个MnⅡ的配合物均表现出反铁磁行为。其中,配合物6中的[(EO-N3)2]桥的Mn-N-Mn桥角为96.6°,配合物6为第一例[(EO-N3)2]桥角小于98°的MnⅡ的配合物。(iii)以甲基紫精(MV2+)为共配体的MnⅡ-迭氮配位聚合物的合成、结构及磁性本部分我们得到了一个以甲基紫精为抗衡离子的两维层状配合物{(MV)[Mn(N3)4]}n (12)。该配合物中由bcp原位生成的MV2+阳离子镶嵌在单EE迭氮-金属层之间。磁性研究表明在该结构中出现的罕见的中心对称的迭氮桥联模式排除了自旋倾斜的可能性。(2)以内盐型氮杂环二羧酸为共配体的过渡金属硫氰酸根配合物的合成、结构及性质本部分我们选用不同过渡金属离子(NiⅡ、CoⅡ、MnⅡ和ZnⅡ)与硫氰酸根离子及中性内盐型共配体1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二乙酸(L)组装仅得到了4个单核或双核的共晶配合物[Ni(SCN)2(H2O)4](L)2(H2O)2 (13), [M(SCN)2(H2O)4](L)2(H2O)4(M=Co,14)和Mn,15)和[Zn(L)(SCN)2](16),但有趣的是我们考察了不同的零维配合物间通过次级配位形成的不同超分子结构。(3)以内盐型二羧酸为共配体的过渡金属氰酸根配位聚合物的合成、结构及磁性我们选用两种不同长度的中性内盐型有机共配体1,3-二(N-羧甲基-4-吡啶基)丙烷和N,N'-双(羧甲基)-4,4-联毗啶构筑了2个含有新颖的(μ-1,1-NCO)2(μ-COO)叁重混桥的MnⅡ的过渡金属配位聚合物[Mn2(bcpp)(NCO)4]n(17)和[Mn2(bcp)(NCO)4]n(18)。这两个配合物是同构的,均具有与配合物1和4类似的一维链状结构。磁性分析表明,配合物17和18中,(μ2-1,1-NCO)2(μ2-COO)叁重桥均传递反铁磁耦合,并且耦合强度比配合物1和4中类似桥传递的磁耦合强。相应的量子化学计算表明,该差异主要源自氰酸根和迭氮离子对配位场的影响不同。(4)以内盐型单羧酸为共配体的过渡金属迭氮配位聚合物的合成、结构及磁性本部分我们选用同时含有吡啶和羧基配位基团的内盐型单羧酸N-羧甲基-4,4-联吡啶(L1)和N-羧甲基-1,2-双(4-毗啶基)乙烷(L2)为共配体,合成了5个不同维度的过渡金属-迭氮配位聚合物{[Co2(L1)2(N3)4(H2O)]·4H2O}n(19)、{[Mn6(L1)4(N3)12(H2O)]·5H2O}n (20){[Cu2(L1)2(N3)3]·NO3}n (21) {[Cu4(L1)4(N3)2(O)]·4(ClO4)·3(H2O)}n(22)和[Cu7(L2)2(N3)14]n(23)。其中,配合物19和21是同构的,均具有由有机共配体桥联双核磁性单元[Co(μ-EO-N3)(μ-COO)2Co]形成的1D之字链状结构。磁性研究表明,(μ-EO-N3)(μ-OO)2叁重混桥在CoⅡ离子之间传递铁磁相互作用,值得指出的是配合物19是首例含有此类混桥的CoⅡ的配合物。配合物20为复杂的3D结构,并且即使不考虑共配体的桥联作用仅迭氮离子也将金属离子连为新颖的3D结构。磁性研究表明,配合物20为反铁磁体。配合物21为含有零维四核氧心磁性单元的叁维金刚石网络结构,而配合物22具有新颖的两维层状结构。磁性研究表明,这两个CuⅡ的配合物分别表现出反铁磁和铁磁行为。此外,我们还选用不同的芳香二酸为桥联配体,引入端基或中性辅助桥联配体对结构进行调控,构筑了一系列不同维度的配位聚合物。(i)以1,2-二苯乙烯-4,4'-二甲酸为配体的过渡金属配位聚合物为了考察吡啶端基配体配位对配合物整体结构的影响,本部分我们选用两种不同的过渡金属离子,以1,2-二苯乙烯-4,4'-二甲酸(STDC)为桥连配体,水热条件下合成了2个MⅡ-STDC-py配位聚合物:{[Cu(STDC)(H2O)(py)2]·2py}n24)和{[Ni2(STDC)2(py)4(H2O)]·py·0.5H2O}n(25)。配合物24具有1D线性链状结构,而配合物25具有五重穿插的3D金刚石网络结构,均不同于前面本课题组得到的MⅡ-STDC-py(M=Zn、Co和Cd)配合物的结构。Platon计算表明,配合物25具有较高的孔隙率,但遗憾的是,热重和粉末X-射线衍射数据分析表明,配合物25在真空条件下发生了永久性的骨架坍塌。(ii)以1,2-二苯基-1,2-乙二醇-4,4'-二甲酸为配体的过渡金属配位聚合物的合成及性质本部分我们选用含有羟基官能团的1,2-二苯基-1,2-乙二醇-4,4'-二甲酸为配体合成了5个过渡金属配合物{[Co(DHBBDC)(H2O)4]·2H2O)n(M=CoⅡ,26;MnⅡ,27;NiⅡ,28和ZnⅡ,29)和{[Zn3(OH)2(DHBBDC)2(bpy)(H2O)2]·H2O}n(30)。其中,配合物26-29是同构的,均为1D链状结构,平行取向的配位链间相邻金属离子之间又通过叁重氢键螺旋单元[M(O-H…O)3M]连为1D氢键链。磁性研究表明叁重氢键桥在NiⅡ和CoⅡ的配合物中均传递铁磁耦合。配合物30具有新颖的2D→2D的双重平行互穿结构,其形成是由于DHBBDC和bpy配体在几何、长度上的完美匹配。(本文来源于《华东师范大学》期刊2011-03-01)

王艳琴[2](2009)在《以内盐型二羧酸为辅助配体的类卤素配位聚合物的合成、结构与磁性》一文中研究指出为了合成新颖的聚合结构、发现新的磁现象,探讨分子体系的磁性和结构的相关性,并在此基础上合成具有目标性能的分子磁体,配位聚合物的结构和磁性研究日益受到人们的关注。而类卤离子如迭氮离子(N_3~-)、硫氰酸根(SCN~-)、氰酸根(NCO~-)等作为能够有效传递磁交换的桥联配体,具有桥联配位模式以及传递磁耦合多样性的特点,设计和合成由类卤离子连接顺磁金属离子的高维配合物在分子晶体工程、分子磁工程、材料化学及超分子化学等诸多领域具有重要的理论和应用价值。本文以迭氮、氰酸根等为无机离子桥联配体(传递短程磁交换),选择内盐型二羧酸配体1,3-双(1-吡啶基-4-羧基)丙烷(L~1)、N-羧甲基烟酸(L~2)、N-羧甲基异烟酸(L~3)构筑了一系列零维、二维及叁维配合物,对所有化合物进行了单晶结构测定以及红外,元素分析,部分化合物进行了磁性表征。主要内容如下:1.以1,3-双(1-吡啶基-4-羧基)丙烷(L~1)为辅助配体的配合物。(a)配体L~1是一种中性内盐型二羧酸配体,由于中间叁个亚甲基的存在使得配体具有较大的柔性,因而其配位方式也极为灵活。我们利用L~1合成了四种Mn(Ⅱ)配位聚合物,这四种配合物的结构以及磁性质都互不相同。其中在配合物1当中,金属迭氮和配体L~1形成了叁维的网络结构,该结构是一种新颖的八连接自穿插拓扑结构(熊夫利符号为4~(16)·6~(12))。结构当中包含由迭氮桥联的四核Mn(Ⅱ)簇,该四核簇分别通过以EE方式成桥的迭氮以及配体L~1连成两维层。由于结构当中配体L~1有两种取向,且相互嵌套,因而形成互穿结构。对该配合物的磁性测试表明呈现反铁磁相互作用。在配合物2结构中,有叁种不同配位方式的金属Mn(Ⅱ),金属离子之间是由一个EO迭氮桥和两个顺-顺(syn-syn)羧基桥连接,然后通过配体L~1连接形成叁维结构。所用的金属盐为高氯酸盐,但是高氯酸根离子没有配位,填充在孔道里。该配合物整体表现为反铁磁相互作用。在配合物3的结构中,金属离子之间是由一个EO迭氮桥和两个顺-顺羧基桥连接起来形成均匀链。链与链之间通过配体L~1连成两维层结构。有趣的是,在由该长链配体所形成的两维层内包裹着一个单核Mn(Ⅱ)的结构,该单核的两个配位位点由两个配位水分子占据,其余四个配位位点由四个端基配位的迭氮氮原子占据。我们对配合物3的磁性研究表明总体为反铁磁相互作用。在配合物4的结构中,金属Mn(Ⅱ)之间是由交替的双EO迭氮桥和双顺-反羧基桥连接起来形成一维链,链与链之间通过配体L~1连接形成两维层结构。我们对配合物2、3、4都进行了磁性拟合。(b)合成了一个Mn(Ⅱ)的单核配合物,该配合物的六个配位位点分别被两个端基配位的硫氰酸根的氮原子、叁个水分子的氧原子、以及配体L~1的羧基氧原子占据,在该化合物中存在着丰富的氢键和硫…硫相互作用。2.以N-羧甲基烟酸(L~2)为配体的配位聚合物。(a)以迭氮为配体,内盐型二羧酸配体L~2为辅助配体合成了一个Co(Ⅱ)的配位聚合物。在金属Co(Ⅱ)和桥联配体所形成的链内有两种配位环境不同的Co(Ⅱ)离子,Co2和Co1之间是由叁重桥连接的,其中包括两个顺-顺羧基桥和一个EO迭氮桥,而Co2和Co2之间是由两个的EO迭氮桥连接的。链内Co(Ⅱ)离子以Co(1)…Co(2)…Co(2)…Co(1)……的形式交替循环出现。链与链之间通过配体L~2连成两维层结构。我们对该配合物进行了磁性测试,磁性研究表明该配合物具有单链磁体的磁学性质。(b)合成一个二维Mn(Ⅱ)配位聚合物,在该配合物中,金属离子之间是由一个EO迭氮桥和两个顺顺羧基桥连接形成均匀链。链与链之间通过配体L~2连成两维层结构。磁性研究表明该配合物表现为反铁磁相互作用。3.以N-羧甲基异烟酸(L~3)为辅助配体的配合物。(a)合成了两个同晶的氰酸根—二羧酸混合桥Mn(Ⅱ)、Co(Ⅱ)叁维配位聚合物。我们只以Mn(Ⅱ)为例来描述其结构。金属离子之间由两个顺-顺羧基桥和一个以氮原子配位的氰酸根桥连接起来形成一维链。每条链都是通过柔性配体L~3与四条相同的链连接形成具有sra网络拓扑结构的叁维结构。由于金属离子Mn(Ⅱ)和Co(Ⅱ)的性质不同,所表现出来的磁行为也不同,前者表现反铁磁的相互作用,而后者则表现出铁磁相互作用。(b)得到了两个同晶的单核Mn(Ⅱ)、Co(Ⅱ)配合物,其中金属离子的六个配位位点分别是由四个配位水分子的氧原子和两个以单齿方式配位的配体L~3的羧基氧原子占据。由于结构当中含有较多的水分子,所以存在着丰富的氢键作用。(本文来源于《华东师范大学》期刊2009-05-01)

内盐型二羧酸配体论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

为了合成新颖的聚合结构、发现新的磁现象,探讨分子体系的磁性和结构的相关性,并在此基础上合成具有目标性能的分子磁体,配位聚合物的结构和磁性研究日益受到人们的关注。而类卤离子如迭氮离子(N_3~-)、硫氰酸根(SCN~-)、氰酸根(NCO~-)等作为能够有效传递磁交换的桥联配体,具有桥联配位模式以及传递磁耦合多样性的特点,设计和合成由类卤离子连接顺磁金属离子的高维配合物在分子晶体工程、分子磁工程、材料化学及超分子化学等诸多领域具有重要的理论和应用价值。本文以迭氮、氰酸根等为无机离子桥联配体(传递短程磁交换),选择内盐型二羧酸配体1,3-双(1-吡啶基-4-羧基)丙烷(L~1)、N-羧甲基烟酸(L~2)、N-羧甲基异烟酸(L~3)构筑了一系列零维、二维及叁维配合物,对所有化合物进行了单晶结构测定以及红外,元素分析,部分化合物进行了磁性表征。主要内容如下:1.以1,3-双(1-吡啶基-4-羧基)丙烷(L~1)为辅助配体的配合物。(a)配体L~1是一种中性内盐型二羧酸配体,由于中间叁个亚甲基的存在使得配体具有较大的柔性,因而其配位方式也极为灵活。我们利用L~1合成了四种Mn(Ⅱ)配位聚合物,这四种配合物的结构以及磁性质都互不相同。其中在配合物1当中,金属迭氮和配体L~1形成了叁维的网络结构,该结构是一种新颖的八连接自穿插拓扑结构(熊夫利符号为4~(16)·6~(12))。结构当中包含由迭氮桥联的四核Mn(Ⅱ)簇,该四核簇分别通过以EE方式成桥的迭氮以及配体L~1连成两维层。由于结构当中配体L~1有两种取向,且相互嵌套,因而形成互穿结构。对该配合物的磁性测试表明呈现反铁磁相互作用。在配合物2结构中,有叁种不同配位方式的金属Mn(Ⅱ),金属离子之间是由一个EO迭氮桥和两个顺-顺(syn-syn)羧基桥连接,然后通过配体L~1连接形成叁维结构。所用的金属盐为高氯酸盐,但是高氯酸根离子没有配位,填充在孔道里。该配合物整体表现为反铁磁相互作用。在配合物3的结构中,金属离子之间是由一个EO迭氮桥和两个顺-顺羧基桥连接起来形成均匀链。链与链之间通过配体L~1连成两维层结构。有趣的是,在由该长链配体所形成的两维层内包裹着一个单核Mn(Ⅱ)的结构,该单核的两个配位位点由两个配位水分子占据,其余四个配位位点由四个端基配位的迭氮氮原子占据。我们对配合物3的磁性研究表明总体为反铁磁相互作用。在配合物4的结构中,金属Mn(Ⅱ)之间是由交替的双EO迭氮桥和双顺-反羧基桥连接起来形成一维链,链与链之间通过配体L~1连接形成两维层结构。我们对配合物2、3、4都进行了磁性拟合。(b)合成了一个Mn(Ⅱ)的单核配合物,该配合物的六个配位位点分别被两个端基配位的硫氰酸根的氮原子、叁个水分子的氧原子、以及配体L~1的羧基氧原子占据,在该化合物中存在着丰富的氢键和硫…硫相互作用。2.以N-羧甲基烟酸(L~2)为配体的配位聚合物。(a)以迭氮为配体,内盐型二羧酸配体L~2为辅助配体合成了一个Co(Ⅱ)的配位聚合物。在金属Co(Ⅱ)和桥联配体所形成的链内有两种配位环境不同的Co(Ⅱ)离子,Co2和Co1之间是由叁重桥连接的,其中包括两个顺-顺羧基桥和一个EO迭氮桥,而Co2和Co2之间是由两个的EO迭氮桥连接的。链内Co(Ⅱ)离子以Co(1)…Co(2)…Co(2)…Co(1)……的形式交替循环出现。链与链之间通过配体L~2连成两维层结构。我们对该配合物进行了磁性测试,磁性研究表明该配合物具有单链磁体的磁学性质。(b)合成一个二维Mn(Ⅱ)配位聚合物,在该配合物中,金属离子之间是由一个EO迭氮桥和两个顺顺羧基桥连接形成均匀链。链与链之间通过配体L~2连成两维层结构。磁性研究表明该配合物表现为反铁磁相互作用。3.以N-羧甲基异烟酸(L~3)为辅助配体的配合物。(a)合成了两个同晶的氰酸根—二羧酸混合桥Mn(Ⅱ)、Co(Ⅱ)叁维配位聚合物。我们只以Mn(Ⅱ)为例来描述其结构。金属离子之间由两个顺-顺羧基桥和一个以氮原子配位的氰酸根桥连接起来形成一维链。每条链都是通过柔性配体L~3与四条相同的链连接形成具有sra网络拓扑结构的叁维结构。由于金属离子Mn(Ⅱ)和Co(Ⅱ)的性质不同,所表现出来的磁行为也不同,前者表现反铁磁的相互作用,而后者则表现出铁磁相互作用。(b)得到了两个同晶的单核Mn(Ⅱ)、Co(Ⅱ)配合物,其中金属离子的六个配位位点分别是由四个配位水分子的氧原子和两个以单齿方式配位的配体L~3的羧基氧原子占据。由于结构当中含有较多的水分子,所以存在着丰富的氢键作用。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

内盐型二羧酸配体论文参考文献

[1].马瑜.基于内盐型羧酸配体的配位聚合物合成、结构与磁性[D].华东师范大学.2011

[2].王艳琴.以内盐型二羧酸为辅助配体的类卤素配位聚合物的合成、结构与磁性[D].华东师范大学.2009

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