基本信息
- 項目名稱：
- 3-硝基鄰苯二甲酸銅配合物的合成與結構
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本論文選擇具有豐富配位模式的3-硝基鄰苯二甲酸作為有機配體，通過控制反應體系中金屬鹽的存在形式和加入的金屬鹽比例，成功得到了一個具有新穎結構的配合物。在該配合物中，配體采取了不同于文獻報道的配位模式和金屬離子配位，每個配體周圍連接了三個金屬離子，從而形成了包含三個銅單元的一維鏈狀配合物。配合物中，配體的兩個羧基都脫去了質(zhì)子，但只有一個羧基和金屬離子配位，另一個羧基沒參與配位，而是通過形成分子內(nèi)氫鍵穩(wěn)定了配合物的結構；同時，硝基也和金屬離子配位，這種配位方式在3-硝基鄰苯二甲酸的配合物中尚屬首例。正是由于配體的配位模式不同，使得配合物的結構與文獻報道的結構明顯不同。
- 詳細介紹：
- 在構筑金屬-有機配合物中，苯基二甲酸分子由于含有兩個羧基，具有豐富的配位點和較強的配位能力，被廣泛應用于金屬配合物的構筑[1-6]。在這些苯基二甲酸的異構體中，鄰苯二甲酸中兩個羧基處于鄰位，可以采取更豐富的配位模式和金屬離子配位，得到具有新穎結構的配合物[7]。如果在其鄰位連上硝基就得到3-硝基鄰苯二甲酸，分子中多了一個硝基，具有更豐富的配位點和更強的配位能力，能夠形成氫鍵，和金屬離子組裝出具有新穎結構和功能的配合物。而且以它作為配體的金屬配合物的合成、結構等方面的研究還是相當有限[8-11]。所以本論文以3-硝基鄰苯二甲酸作為有機配體，通過控制反應體系中金屬離子的存在形式和反應比例，得到了金屬-有機配合物{[Cu3(C8H3NO6)2(OH)2(H2O)6]-2H2O}n（I），并且通過單晶X-射線衍射分析，對配合物的結構進行了測定。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 在配合物的設計合成中，選擇的有機配體和反應條件不同，對配合物的結構產(chǎn)生重要的影響。鄰苯二甲酸含有兩個羧基，能夠采取豐富的配位模式和金屬離子配位得到具有新穎結構和功能的配合物，而3-硝基鄰苯二甲酸多了一個硝基，具有更豐富的配位點和強的配位能力，是一個非常好的有機配體。本作品以3-硝基鄰苯二甲酸作為有機配體，通過控制反應體系中金屬鹽的存在形式，從而調(diào)控了配體的配位模式，得到了具有新穎結構的配合物。
科學性、先進性及獨特之處
- 在該配合物中，配體的配位模式非常獨特——兩個羧基都脫去質(zhì)子，但其中一個羧基并未配位，只是形成了分子內(nèi)氫鍵，穩(wěn)定了配合物的結構，同時硝基也與金屬離子配位。由于配位模式的不同，得到的配合物的結構明顯不同于文獻報道的3-硝基鄰苯二甲酸配合物的結構。從而為以后設計合成功能配合物提供了一種切實可行的方法。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 本論文選擇了具有豐富配位模式的3-硝基鄰苯二甲酸作為有機配體，采取非常規(guī)的合成方法，得到了具有新穎結構的配合物。不論是在配體的選擇上，還是方法的應用上都具有可取之處，并且在配合物中，配體采取了未見文獻報道的一種新的模式和金屬離子配位，豐富了配位化學的相關內(nèi)容。這也為能夠得到具有光、電、磁等功能材料配合物的合成提供了一種思路。
學術論文摘要
- 本論文以3-硝基鄰苯二甲酸作為有機配體，與金屬離子反應，通過控制反應體系中金屬鹽存在的形式和加入的金屬鹽的比例，得到了一個具有新穎結構的配合物。在該配合物中，每個配體周圍連接了三個金屬離子，從而形成了具有新穎結構一維鏈狀配合物。這和文獻報道的配合物的結構具有明顯不同，這種不同是由配體的不同配位模式引起的。在該配合物中，兩個羧基都脫去了質(zhì)子，但是其中一個羧基并沒有和金屬離子配位，而是通過形成分子內(nèi)氫鍵穩(wěn)定了配合物的結構；同時，硝基也和金屬離子配位。據(jù)我們所知，這在3-硝基鄰苯二甲酸的配合物中還是首例。這一成果豐富了配位化學的內(nèi)容。
獲獎情況
- 1. Feng-Qin, Wang, Fan-Li Lu, Bin Wei, Yong-Nan Zhao, “Poly[[hexaaquadi-μ-hydroxido-bis- (μ-3-nitrophthalato)tricopper(II)] dihydrate]” Acta Cryst. (2009). C65, m42–m44.
鑒定結果
參考文獻
- 1．Deng, Y. H., Liu, J., Yang, Y. L., Zhu, H. J. & Ma, H. W. (2007). Chinese J. Struct. Chem. 26, 642--648 2．Deng, Y. H. Wang, S. Y., Liu, J., Yang, Y. L., Zhang, F. & Ma, H. W. (2007). Acta Chinica Sinica, 65, 809--815.
同類課題研究水平概述
- 金屬-有機配合物作為配位化學領域的一個研究熱點，近些年來受到越來越多的關注。金屬離子的配位幾何構型決定了與其配位的配體的數(shù)目及伸展方向，并且不同的金屬離子不只對其結構產(chǎn)生影響，金屬離子本身所具有的磁學、電學、光學和氧化-還原特性等都會體現(xiàn)在所合成的金屬-有機配合物中。而且，有機配體的多樣性、可修飾性與各種金屬離子的巧妙結合，為設計合成尺寸可控、形狀可控和性質(zhì)可控的各種金屬-有機配合物提供了可能性。如果我們能把金屬離子和具有特定功能的有機配體按照預先設想的方式排列起來，便能設計出具有預期結構和功能的新化合物，從而達到設計和合成功能配合物的目的。近年來，金屬-有機配合物的研究得到迅猛發(fā)展，各國化學工作者都對此進行了艱苦而卓絕的探索。美國的Yaghi，日本的Kitagawa，F(xiàn)ujita等多個研究小組在微孔配位聚合物的合成、結構和性能研究方面獲得了許多引人注目的重要成果。如Yaghi及研究小組報道了迄今金屬有機多孔材料表面積最大的配位聚合物Zn4O(1,3,5-BTB)，其表面積達4526 m2g-1，并對如何設計表面積更大的結構進行了計算和探討，在氣體吸附與存儲方面，做了許多突出的開創(chuàng)性工作。國內(nèi)的洪茂椿、高松、陳小明等課題組也在配合物的研究方面取得了顯著成績。如高松等人在分子磁學和分子基磁體設計領域的研究中做出了突出貢獻。 雖然通過水熱/溶劑熱方法，人們已合成了為數(shù)眾多的金屬-有機配合物，但對真正影響這些配合物結構因素的了解還是相當有限。隨著研究工作的廣泛開展和深入，人們越來越趨向于對目標產(chǎn)物進行更好的控制，人們不斷探索各種控制因素對目標產(chǎn)物的影響方式，但是如何控制反應條件組裝具有特定結構和功能的目標配合物仍是當前配位化學領域的挑戰(zhàn)性課題。而尋找影響配合物生成和結構的因素是實現(xiàn)此目標的有效途徑。。然而，金屬離子和配體在不同反應條件下的組裝有時可得到具有不同結構和性能的化合物，這導致了結構的多樣化和難以預測性。因此，如果我們能夠找出影響配位聚合物生成和結構的因素并了解其影響方式，通過控制反應條件，有可能設計并合成出具有特定結構和功能的配位聚合物。 鑒于以上分析，我們選擇了具有多個配位點的有機配體和金屬離子，通過控制反應條件得到了具有新穎結構和功能的配合物。
