4，5-咪唑二羧酸配合物地水热合成、结构和性质的研究.pdf

曲阜师范大学硕士研究生毕业(学位)论文中文摘要摘要配位聚合物、闭环多核金属化合物的合成和氢键研究是目前配位化学和超分子化学的研究重点和热点。4,5一咪唑二酸(H3IDC)能随反应环境的酸度变化以不同的酸根形式(H2IDC一、HIDC2-和IDC’)存在,从而改变其配位方式、配合物结构、氢键给受体的数目。正因为如此,以4,5一眯唑二酸(H3IDC)为配体的配合物可能呈现多样性的结构和丰富的研究内容。迄今为止,该体系已有文献报道的配合物总共只有以IDC3-为配体的三个双核化合物,对该体系配位化学的研究还十分不足。本论文分为三部分。第一部分主要涉及H2IDC一离子的超分子研究,合成和表征了5个以氢键构筑的三维超分子化合物。第二部分讨论了HIDC2一离子配位聚合物的合成和结构,获得了一维和二维配位聚合物各1个,并以协同辅助配体合成了1个一维的聚合物。第三部分则研究了IDC。离子的闭环多核金属化合物,合成和表征了1个具有立方体笼状结构的八核多金属化合物和1个混合价的分子四边形配合物。具体研究结果如下: 1、合成和表征了5个超分子化合物(trans一[M(H2IDC一)2(H20)2],M=Mn(II), Zn(II),Co(II),Cd(II)),H2IDC一均以u1-”2方式配位。(1)在不同的反应条件下,得到了三个同晶Irons一[M(H2IDC一)2(H20)2]配合物(1~3)。以单核配合物分子为超分子构筑子(tecton),分子间通过氢键相互作用形成了三维的超分子结构。(2)合成了trans-[Cd(H2IDC一)2(H20)2] (4)和护口”J一[Cd(H2IDC一)2 (H20)2]·2H20(5)两个超分子异构体,晶体结构分析表明两个化合物的超分子异构现象是由配合物5中的结晶水和C—H 0氢键引起的。 2、合成了HIDC2-桥联的一维Cd(II)、二维Mn(II)弄lJ含混合配体1,(II)的三个聚合物。(1)当H]IDC在其羧基和咪唑环亚***上各电离一个质子时,虽然HIDC’曲牟师范大学硕士研究生毕业(学位)论文中文摘要采用了相同的№。_r14双双齿螯合桥联模式,但所形成配合物的拓扑结构却不同,可以生成一维直链配合物(6)和一维锯齿链状配合物(9、。(2)当H3IDC在其羧基同时电离两个质子时,该HIDC2一则采用№.”5的配位桥联模式,由此生成了结构与6和9完全不同的二维Mn(1I)的配位聚合物(7)。该配位聚合物中,HIDC2。以两个螯合位点和一个羧基单齿配位点,形成了以双核Mn(II)单元为结点的波浪型(4,4)网络结构。 3、合成和表征了两个闭环多核金属化合物。采用刚性双(二齿)螫合配体 IDC“作为线形桥联单元L,与直角单元A(终端修饰或未修饰的八面体六配位金属离子)形成了闭环多核金属化合物。用2,2’.联吡啶为终端辅助配体组装了一个混合价的Co(1I/ItI)四边形配合物(8)。晶体结构分析表明, 若以过渡金属离子为连接点,则2,2’.联吡啶与Co(II/III)形成了双连接的直角单元,从而通过直线形单元IDC’的u2一q4桥联方式连接成一个严格共平面的c04分子四边形(简称“分子方”)。该配合物中的顺磁单元Co(II) 离子处于四边形的对角线上,因间隔距离较大而无磁相互作用; “分子方”间通过补偿离子Na(I)连接形成异金属的一维螺旋链。因此,就配合物整体而言,配体IDC。也可视为以№.T16桥联模式参与配位。若无辅助配体对过渡金属离子进行顺式“锁定”,直接采用过渡金属离子作为三连接的直角单元,即同时连接三个两两互相垂直的双双齿螯合桥联配体 IDC。,则可获得具有立方体笼状结构的八核金属化合物(10),该化合物中的顺磁单元Ni(II)离子间存在着很强的反铁磁相互作用。关键词:氢键,配位聚合物,超分子异构现象,闭环多核金属化合物,4,5一眯唑二酸 II 曲阜师范大学硕士研究生毕业(学位)论文 ABSTRACT ABSTRACT Syntheses ofcoordination polymers,metallacycles and hydrogen·bonded works are currently ofconsiderable interestincoordination and supramolecular coordination chemistry of 4,5一Imidazole— dicarboxylic acid(H3IDC)remains largelyunexplored although it israthersimple and has agreat potential forcoordinative interaction and