3，5-吡唑二甲酸类过渡金属配合物的合成，结构及表征

论文摘要

目前，随着功能配合物合成的不断发展，磁性分子材料研究已经取得了巨大的进步，其优越性及广阔的应用前景为世人瞩目。寻找合适的配体成为设计和合成分子基磁性材料的主要方向。本论文选择具有丰富配位方式的3,5-吡唑二甲酸（H3Dcp）为配体，引入具有配位基团的有机配体（吡啶（Py），乙二胺（en））进行结构调控，与过渡金属离子配位合成了4种配位聚合物；我们还以邻香兰醛缩2,6-二氨基吡啶（H2L）对称双席夫碱为配体，与过渡金属离子配位合成了3种配合物。本论文对配位聚合物的一些基本概念，分类，合成方法和应用进行系统论述；对H3Dcp和对称双席夫碱的研究进展进行了综述。以H3Dcp为配体，引入具有配位基团的有机物Py或en进行结构调控，合成配位聚合物[Ni4（HDcp）4（Py）12]·2（Py）·5CH3OH·3H2O（1），[Cu（en）2]（HDcp）·CH3OH·H2O（2），[Ni（en）3]3（HDcp）3·-5H2O（3），[Co（en）2（HDcp）]·5H2O（4），并通过元素分析、红外光谱、热分析、X-射线单晶衍射对配合物进行了表征。结果表明：化合物1为一个4中心的配位聚合物，具有一个特殊的“开口盒子”状分子结构；每一个中心金属离子都是6配位扭曲的八面体结构，配位原子分别为3个Py分子的N原子，一个H3Dcp的羧酸基的O原子和相邻的N原子，还有另一个H3Dcp的N原子。配合物2和3中配体H3Dcp没有参加配位，它们是以抗衡阴离子HDcp2-的形式存在；配合物2的中心金属离子是4配位，配合物3的中心金属离子是6配位，都只与结构控制剂en的N原子配位；然而在配合物4中H3Dcp和en都参加了配位，中心金属离子是6配位，配位原子分别是两个en的4个N原子，H3Dcp的羧酸基的O原子和相邻的N原子。通过控制溶液的pH，将稀土硝酸盐、过渡金属盐与H3Dcp配体混合反应，拟合成异核配合物（H2Dcp）2（HDcp）FeMn·6H2O，（H2Dcp）5（H3Dcp）0．7ErCo·10H2O，（H2Dcp）5（H3Dcp）4GdCo·-20H2O。得到配合物（H2Dcp）2（HDcp）FeMn·6H2O和[Co（H2Dcp）2（H2O）2]·H2O。通过二价过渡金属元素（Cu、Ni和Co）与邻香兰醛缩2,6-二氨基吡啶（H2L）在甲醇溶液中反应，成功的制备了三种二价过渡金属的配合物。通过元素分析和热重分析对配合物进行了表征，确定配合物的组成为CuL·5H2O、NiL·5H2O、CoL·2H2O。通过对配合物的红外光谱和紫外光谱测定与归属，推测在三个过渡金属Schiff碱配合物中配体是通过酚羟基的氧原子和亚氨基的氮原子进行配位的。并通过循环伏安法对配合物的电化学行为进行了研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 一些基本概念
• 1.1.1 配位聚合物
• 1.1.2 配位聚合物的组成
• 1.1.3 超分子化学
• 1.1.4 单分子磁体
• 1.2 配位聚合物的分类
• 1.2.1 含氮类配体的配位聚合物
• 1.2.2 含羧基基团有机配体的配位聚合物
• 1.2.3 含磷酸基团,磺酸基团等含氧基团有机配体的配位聚合物
• 1.2.4 通过两种配体与一种金属组装成的配位聚合物
• 1.2.5 两种以上的金属与同一种配体组装而成的异核配位聚合物
• 1.2.6 同时含有两种或两种以上配位基团配体的配位聚合物
• 1.3 配位聚合物的合成方法
• 1.4 配位聚合物的应用
• 1.5 本课题的选题依据及创新点
• 1.5.1 本课题选题依据
• 1.5.2 本课题的创新点
• 4（HDcp）₄（Py）₁₂]·2（Py）·5CH₃OH·3H₂O配合物的合成,表征及晶体结构（H₃Dcp=3,5-吡唑二甲酸,Py=吡啶）'>第2章 [Ni₄（HDcp）₄（Py）₁₂]·2（Py）·5CH₃OH·3H₂O配合物的合成,表征及晶体结构（H₃Dcp=3,5-吡唑二甲酸,Py=吡啶）
• 2.1 试剂与仪器
• 2.2 实验部分
• 3Dcp·H₂O配体的合成'>2.2.1 H₃Dcp·H₂O配体的合成
• 4（HDcp）₄（Py）₁₂]·2（Py）·5CH₃OH·3H₂O的合成'>2.2.2 配合物[Ni₄（HDcp）₄（Py）₁₂]·2（Py）·5CH₃OH·3H₂O的合成
• 4（HDcp）₄（Py）₁₂]·2（Py）·5CH₃OH·3H₂O的表征'>2.3 配合物[Ni₄（HDcp）₄（Py）₁₂]·2（Py）·5CH₃OH·3H₂O的表征
• 2.3.1 金属含量分析与元素分析
• 2.3.2 配合物的红外光谱（IR）
• 2.3.3 配合物的热分析（TG-DSC）
• 2.3.4 配合物的晶体结构
• 2.4 结论
• 2+,Ni²⁺,Co²⁺)与3,5-吡唑二甲酸、乙二胺配合物的合成,表征及晶体结构'>第3章 过渡金属(Cu²⁺,Ni²⁺,Co²⁺)与3,5-吡唑二甲酸、乙二胺配合物的合成,表征及晶体结构
• 3.1 试剂与仪器
• 3.2 实验部分
• 3Dcp·H₂O的合成'>3.2.1 H₃Dcp·H₂O的合成
• 2]（HDcp）·CH₃OH·H₂O（1）的合成'>3.2.2 配合物[Cu（en）₂]（HDcp）·CH₃OH·H₂O（1）的合成
• 3]₃（HDcp）₃·5H₂O（2）的合成'>3.2.3 配合物[Ni（en）₃]₃（HDcp）₃·5H₂O（2）的合成
• 2]·6H₂O（3）的合成'>3.2.4 配合物[Co（HDcp）（en）₂]·6H₂O（3）的合成
• 3.3 配合物的表征
• 3.3.1 金属含量分析与元素分析
• 3.3.2 配合物的红外光谱（IR）
• 3.3.3 配合物的热分析（TG-DSC）
• 3.3.4 配合物的晶体结构
• 3.4 结论
• 第4章 3,5-吡唑二甲酸-异核金属配合物的合成及表征
• 4.1 试剂与仪器
• 4.2 实验部分
• 2Dcp）₅（H₃Dcp）_0.7ErCo·10H₂O（1）的合成'>4.2.1 配合物（H₂Dcp）₅（H₃Dcp）_0.7ErCo·10H₂O（1）的合成
• 2Dcp）₅（H₃Dcp）₄GdCo·20H₂O（2）的合成'>4.2.2 配合物（H₂Dcp）₅（H₃Dcp）₄GdCo·20H₂O（2）的合成
• 2Dcp）₂（HDcp）FeMn·6H₂O（3）的合成'>4.2.3 配合物（H₂Dcp）₂（HDcp）FeMn·6H₂O（3）的合成
• 4.3 配合物的表征
• 4.3.1 元素分析
• 4.3.2 红外光谱分析（IR）
• 4.3.3 配合物的热重分析（TG-DSC）
• 4.4 结论
• 2L）双Schiff碱配合物的合成与表征'>第5章 邻香兰醛缩2,6-二氨基吡啶（H₂L）双Schiff碱配合物的合成与表征
• 5.1 试剂与仪器
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 双Schiff碱配体的合成
• 2+、Ni²⁺、Co²⁺的配合物的合成'>5.2.2 Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺的配合物的合成
• 5.3 配合物的表征
• 5.3.1 金属含量分析与元素分析
• 5.3.2 红外光谱分析（IR）
• 5.3.3 配合物的紫外光谱分析
• 5.3.4 配合物的热重分析（TG-DSC）
• 5.3.5 配合物的循环伏安（CV）
• 5.4 结论
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间研究成果