含巯基杂环化合物与过渡金属配合物的合成、结构及性质研究

论文摘要

在过去的几十年,基于过渡金属和桥连配体的自组装的超分子化学和晶体工程的研究吸引了越来越多的关注。在此背景下,许多依靠共价键,氢键,π-π堆积以及其他作用力形成的超分子结构已经被报道。文献中虽然报道了超分子自组装的过程的许多影响因素,但是却没有对这些因素做出很好的解释。此外作为配位化学和有机化学的重要研究内容之一,溶剂（水）热条件下原位反应已被广泛地用于新型有机反应的发现,反应机理的阐述以及新型配位化合物的合成,尤其是用于合成那些利用有机配体直接反应难以得到的配合物。我们选用了三种不同的含巯基杂环多功能配体:5-（4-吡啶）-3-巯基-1,2,4三氮唑（H2L1）, 2-巯基烟酸（H2L2）, 5-氨基-2-巯基-1,3,4-噻二唑（H2L3）。这三种配体分别与过渡金属通过水热反应得到了12个配合物:[CoⅡ（L1）（H2O）]n （1）, [CoⅡ（L1）（H2O）]n（2）,[CdⅡ（L1）（H2O）]n （3） ,[CdⅡ（L1）]n（4）,{[ZnⅡ2（L2）2.（H2S）（H2O）]·H2O}2（5）,{[ZnⅡ2（L2）2（H2O）2]·（H2O）2}2 （6）, [ZnⅡ（L2）4（H2O）]n （7）, [ZnⅡ（L2）2]n （8）, [ZnⅡ3（L2）2（HS-）2.（H2O）2]n （9）, [ZnⅡ（L4）2]n （10）, [CdⅡ（L4）2]n （11）, {[CdⅡ2（HL4）2（L4）].H2O}n（12）。其中配体H2L3与过渡金属反应过程中原位生成配体1,4-二巯基-1,3,4-三氮唑（H2L4）。本论文对这些化合物的结构和性质进行研究。在水热条件下,利用配体H2L1分别与六水硝酸钴和碘化镉反应,我们得到了配合物1-4,其中配合物1是二维平面结构,配合物2是两重的三维穿插结构,它们是超分子同分异构体。配合物3和4是三维结构,属于假的超分子同分异构体。结果证明pH值在超分子异构体形成过程中起重要作用。此外,我们进一步解释了pH值起作用的原因。在水热条件下,通过配体H2L2和硝酸锌及氯化锌反应得到了配合物5-9。我们用X射线-单晶仪分析了他们结构,其中配合物5和6是四核零维环状结构,而7, 8, 9分别是四核,二核和单核基元的一维结构。并对其荧光性质进行了表征,不同的结构产生了不同的荧光特征,我们进一步推断了这些配合物结构与他们的荧光性质之间可能的联系。在水热条件下,使用配体H2L3同氯化锌及碘化镉原位反应得到三个含配体2,4-二巯基三氮唑（H2L4）的配合物10, 11, 12,其中配合物10和11是同构的,都是一维链状结构,配合物12是二维结构。我们对它们的粉末和荧光性质进行了表征。另外,我们也查阅相关文献,并推测出其可能的反应机理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 控制合成超分子同分异构体
• 1.1.1 客体-诱导的异构
• 1.1.2 真正的超分子异构
• 1.1.2.1 热力学基础
• 1.1.2.2 化学控制异构
• 1.1.2.3 物理控制异构
• 1.2 水热反应中含巯基转换的原位反应
• 1.2.1 巯基的偶联反应
• 1.2.2 巯基的磺化反应
• 1.2.3 有机硫和无机硫的转移反应
• 1.3 本论文的选题意义和所取得的进展
• 参考文献
• 第二章 pH控制合成超分子异构体及原因探讨
• 2.1 引言
• 2.2 实验试剂和仪器
• 2.3 配合物的合成
• 2.4 配合物的结构表征
• 2.4.1 单晶X-射线衍射分析
• 2.4.2 晶体结构分析
• 2.4.2.1 配合物1 的结构分析
• 2.4.2.2 配合物2 的结构分析
• 2.4.2.3 配合物3 的结构分析
• 2.4.2.4 配合物4 的结构分析
• 2.5 配合物的性质表征
• 2.5.1 1 和2 的热重分析
• 2.5.2 配合物1 和2 的X射线粉末分析
• 2.5.3 配合物3 和4 的荧光光谱
• 2.6 超分子异构产生的原因探讨
• 2.6.1 配体解离常数的测定
• 2.6.2 配体的配位模式
• 2.6.3 理论计算负二价和负一价配体电荷分布
• 2.7 小结
• 参考文献
• 附录1 H2L1 可能的互变异构体
• 附录2 H2L1 解离常数的测定数据
• 附录3 HL1-和L12-电荷分布图
• 第三章 2-巯基烟酸与锌配合物合成，结构及荧光性质研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验试剂和仪器
• 3.3 配合物的合成
• 3.4 配合物的结构表征
• 3.4.1 单晶X-射线衍射分析
• 3.4.2 晶体结构分析
• 3.4.2.1 配合物5 的结构分析
• 3.4.2.2 配合物6 的结构分析
• 3.4.2.3 配合物7 的结构分析
• 3.4.2.4 配合物8 的结构分析
• 3.4.2.5 配合物9 的结构分析
• 3.5 配合物的荧光性质表征
• 3.6 小结
• 参考文献
• 第四章 水热条件下原位生成2,4-二巯基三氮唑与Zn,Cd配位聚合物及机理推测
• 4.1 引言
• 4.2 实验试剂和仪器
• 4.3 配合物的合成
• 4.4 结构和性质表征
• 4.4.1 单晶X-射线衍射分析
• 4.4.2 晶体结构分析
• 4.4.2.1 配合物11 的结构分析
• 4.4.2.2 配合物12 的结构分析
• 4.5 反应机理研究
• 4.6 配合物的性质表征
• 4.6.1 配合物X-射线粉末粉末分析
• 4.6.2 配合物的荧光性质
• 4.7 小结和展望
• 参考文献
• 4）及各向同性温度因子表（A²×10³）'>附录5： 配合物原子坐标（×10⁴）及各向同性温度因子表（A²×10³）
• 致谢
• 个人简历