咪唑二羧酸基二维钴配位聚合物的晶体结构及性能

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双咪唑配体和双羧基配体构筑的Co(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)配位聚合物的合成、晶体结构及其荧光性能研究

双咪唑配体和双羧基配体构筑的Co(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)配位聚合物的合成、晶体结构及其荧光性能研究

双咪唑配体和双羧基配体构筑的Co(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)配位聚合物的合成、晶体结构及其荧光性能研究郑楠;岳思羽;王莉;史昊輝;卢久富【摘要】用水热合成法合成2个新的配位聚合物[Co(bmip) (oba)]n(1)和[Zn(bmip) (oba)]n(2)(bmip=l,3-二(甲基咪唑)丙烷,H2oba =4,4'-二羧酸二苯甲醚),并对它们进行元素分析、X-射线粉末衍射、热重分析、红外光谱、X-射线单晶衍射等表征.测定结果表明配位聚合物1和2为同构体,属单斜斜晶系,C2/c空间群,其空间结构为二维的(4,4)网格结构.此外,还在室温条件下,研究其荧光性能.【期刊名称】《四川师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(039)003【总页数】5页(P398-402)【关键词】配位聚合物;晶体结构;热重分析;荧光性能【作者】郑楠;岳思羽;王莉;史昊輝;卢久富【作者单位】陕西理工学院化学与环境科学学院,陕西汉中723001;陕西理工学院化学与环境科学学院,陕西汉中723001;陕西理工学院化学与环境科学学院,陕西汉中723001;陕西理工学院化学与环境科学学院,陕西汉中723001;陕西理工学院化学与环境科学学院,陕西汉中723001【正文语种】中文【中图分类】O74近20年来,金属有机配位聚合物由于其有可控且丰富的拓扑结构、多样的堆积方式,而且在光、电、磁、催化和气体存储等方面巨大的应用潜力[1-4],吸引了越来越多的配位化学研究者的兴趣,特别是Co(II)与Zn(II),因其丰富的配位模式、优异配位能力而成为构筑金属配位聚合物的首选金属离子.为了构筑具有特殊拓扑结构的多维金属配位聚合物材料,人们常使用含N的有机桥联配体和含羧基芳香类配体混合调控其结构.二联咪唑配体作为一种桥联配体,常用于多维配位聚合物的设计和构筑.其中,二咪唑环上的衍生基团影响金属配位聚合物材料的最终结构.目前,大量以二联咪唑为配体合成的MOFs材料中以1,2-二(甲基咪唑)乙烷、1,4-二(甲基咪唑)丁烷较多[5-6],以1,3-二(甲基咪唑)丙烷(bmip)为配体合成的金属配位聚合物材料鲜有报道.另外,由于4,4'-二羧酸二苯甲醚(H2oba)配位方式灵活多样,配位点丰富[7-13],也被广泛用于金属配位聚合物材料的合成.本文分别以Co(NO3)2·6H2O和Zn(NO3)2·6H2O为金属原料与1,3-二(甲基咪唑)丙烷,4,4'-二羧酸二苯甲醚,在水热条件下合成了新型的二维配位聚合物[Co(bmip)(oba)]n(1)和其同构物[Zn(bmip) (oba)]n(2),并对配位聚合物1和2的结构、热稳定性能和荧光性能进行了详细研究.1.1 主要仪器与试剂Smart Apex CCD X-射线单晶衍射仪(德国Bruker公司);Vario EL元素分析仪(美国Elementar公司);Tensog 27红外光谱仪(KBr压片,德国Bruker公司);SDT Q600同步热分析仪(升温速率10℃/min,氮气气氛,美国TA公司).1,3-二(甲基咪唑)丙烷、4,4'-二羧酸二苯甲醚、Co(NO3)2·6H2O、Zn(NO3)2·6H2O(分析纯,北京智选科汇科技发展有限公司);所用其他试剂均为市售分析纯,使用前未经纯化处理.1.2 合成1.2.1 配位聚合物1的制备称取0.034 g(0.20 mmol)bmip,0.033 g(0.20 mmol)H2oba,0.048 g(0.20 mmol)Co(NO3)2·6H2O,然后加入5 mL去离子水,并将其装入25 mL内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜内,置于恒温箱中,在130℃下反应3 d,自然降温至室温,过滤、洗涤得到紫色块状晶体.产率为65%(按Co计算).化学式为C25H24CoN4O5,元素分析值(括号内为计算值,%):C 48.25(48.35);H 4.12(4.26);N 13.45(13.27).IR(KBr),ν(cm-1):3443(s),3 119(w),2 934(w),2 366(w),1 602(s),1 545(m),1 489(m),1 389(s),1 286(w),1 227 (s),1 153(m),1 094(m),1 006(w),868(m),776(m).1.2.2 配位聚合物2的制备称取0.034 g(0.20 mmol)bmip,0.033 g(0.20 mmol)H2oba,0.048 g(0.20 mmol)Zn(NO3)2·6H2O,然后加入5 mL去离子水,并将其装入25 mL内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜内,置于恒温箱中,在120℃下反应3 d,自然降温至室温,过滤、洗涤得到无色块状晶体.产率为76%(按Zn计算).化学式为C25H24ZnN4O5,元素分析值(括号内为计算值,%):C 48.25(48.35);H 4.12(4.26);N 13.45(13.27).IR(KBr),ν(cm-1):3437(b),3 122 (m),3 072(w),2 934(w),1 562(s),1 495(s),1 374 (s),1 288(m),1 230(s),1 153(m),1 088(m),997 (m),873(m).1.3 晶体结构分析选取大小合适的晶体0.21 mm×0.16 mm×0.14 mm(1)和0.22 mm×0.18 mm×0.16 mm(2),在293(2)K用X-射线单晶衍射仪收集数据.采用经石墨单色器化的Mo Kα射线作为入射光源,以φ-ω扫描方式在一定θ范围内,收集晶体的衍射数据.强度进行了经验吸收校正、Lp校正.晶体结构由直接法解得.对全部非氢原子坐标及其各项异性热参数进行了全矩阵最小二乘法修正,氢原子的位置由理论加氢得到.所有计算用SHELXS-97[14]和SHELXL-97[15]程序包完成.有关晶体学数据见表1,主要键长和键角数据分别列于表2.该晶体的CIF数据已保存在英国剑桥晶体结构数据中心(CCDC No.1033354,1001813).2.1 配位聚合物1和2的晶体结构X-射线单晶衍射结果表明,配位聚合物1和2具有相同的空间构型.所以,这里我们以配位聚合物1为例进行晶体的结构描述.如图1所示,配位聚合物1的不对称结构单元里包含了一个Co(II)离子,一个1,3-二(甲基咪唑)丙烷和一个4,4'-二羧酸二苯甲醚配体.每个Co(II)离子与2个氮原子和2个氧原子配位形成畸变的四面体的几何构型,其中,2个配位的N原子来自于2个1,3-二(甲基咪唑)丙烷配体分子,2个配位的氧原子来自2个4,4'-二羧酸二苯甲醚配体分子(Co1—O2/O4=0.20640(18)nm,0.206 40(18)nm,Co1—N1/N4=0.208 11(18)nm,0.20811(18)nm).这些都是在常见的2.2 FTIR用KBr压片,在4 000~400 cm-1范围内测定配合物的红外光谱.配位聚合物1在1 545和1 389 cm-1处、配位聚合物2在1 562和1 374 cm-1处各出现2个强吸收峰,可分别归属为配体羧基的Vas(COO-)和Vs(COO-)的伸缩振动,说明配合物1和2中配体羧基均参与了配位.配位聚合物1在1 489 cm-1和配位聚合物2在1 495 cm-1处出现振动峰,可归属咪唑环的伸缩振动.2.3 Pxrd分析图5是计算机模拟的配位聚合物1和2的标准XRD图谱和相对应的实验合成的XRD图谱,其中(a)为实验XRD图谱,(b)为单晶模拟图谱.由图可知,两者大部分衍射峰的位置和强度保持一致,从而表明合成的配位聚合物1和配位聚合物2单晶纯度较高.2.4 配合物的热稳定性分析在氮气气氛条件下,对配位聚合物1和2进行热稳定性分析,如图6所示,随着温度的升高,2个配位聚合物的失重过程分2个阶段进行,且具有相似的失重过程,这可以归结于配位聚合物1和2的相似组成及其相同的空间构型.从室温至380℃,2个配位聚合物保持着零失重,说明其具有良好的热稳性能.380~600℃,配位聚合物1和2的骨架结构迅速发生坍塌,与其相对应的是失去了一个分子的bmip配体和oba配体.最后,配位聚合物1稳定在16.8%(理论值16.0%),残余物为Co2O3,配位聚合物2稳定在约15.9%(理论值15.4%),残余物为ZnO.在室温下对配位聚合物1和2的发光性质进行了研究,测定结果如图7.从图可以得出,在固体状态下用波长为300 nm的光作为激发光,配位聚合物1和2在392 nm处有着相似发射峰,但其发射峰的强度不同,这可以归结于配位聚合物不同的中心离子导致的结果.据相关文献报道,oba基团的双羧基π*→n电子跃迁发射光谱强度很弱,与双咪唑配体bmip的π*→π电子跃迁相比,其对配位聚合物发射光谱强度的影响可以忽略不计[16].因此配位聚合物1和2在392 nm处的荧光发射峰(λex=300 nm)相对于固态bmip配体在410 nm发射峰(λex=300 nm)产生略微的蓝移,结果可以归结于配体与金属离子(LMCT)之间的电子跃迁[17].在水热条件下,以4,4'-二羧酸二苯甲醚和1,3-二(甲基咪唑)丙烷为配体,合成了2个新型的配位聚合物:[Co(bmip)(oba)]n(1)和[Zn(bmip) (oba)]n(2).结构解析表明,配位聚合物1和2为同构体,同为二维(4,4)网格结构.热分析数据表明,配位聚合物1和2有良好的热稳定性.室温固态荧光测试显示,用波长为300 nm激发光,配合物1和2在392 nm具有强烈荧光发射峰,这为研究新型的发光材料提供了研究基础.致谢陕西理工学院博士校级启动项目(SLGKYQD2-10)和陕西理工学院校级项目(SLGKY15-36)对本文给予了资助,谨致谢意.【相关文献】[1]ZHU Y S,CAO M H,MA X yered hybrid organicinorganic nanobelts:synthesis and removal of trace heavy metal ions[J].J Chem Soc Dalton Trans,2012,41(23): 2935-2940.[2]LIU J,GE H G,LU J F.Synthesis,crystal structure,and biological activity of diethyl -2-[5-(4-fluorophenyl)-7-(trifluoromethyl)pyrazolo[1,5-a]pyrimidine-3-carboxamido]Pentanedioate[J].J Chem Res,2015,39(1):768-770.[3]卢久富.基于间苯二甲酸和双联咪唑构筑的锌(II)配位聚合物的合成、晶体结构及荧光性质研究[J].四川师范大学学报(自然科学版),2015,38(4):538-542.[4]卢久富.[Zn(1,3-bip)(ipa)·2H2O]n配合物的合成及其荧光性能[J].合成化学,2015,23(9):816-819.[5]卢久富,赵蔡斌,史娟,等.二重穿插配位聚合物[Cd (1,3-bip)(tpa)]n合成、晶体结构及荧光性质[J].河北大学学报(自然科学版),2015,35(6):589-593.[6]LU J F,GE H G,SHI J.Synthesis,crystal structure and fluorescence property of the Ag(I)coordination polymer constructed by 2D[Ag(1,3-BIP)(PMA)0.5]Layers and 1D [Ag(1,3-BIP)(H2O)]Chains[J].Chin J Struct Chem,2015,34(8):1259-1264.[7]LU J F,LIU J,GE H G,et al.Synthesis,structure and luminescent property of a 2D Cd(II)coordination polymer based on mixed-ligands of 1,3-Bis(imidazol)propane and pyridine-3,5-dicarboxylic acid[J].Chin J Struct Chem,2015,34(2):248-252.[8]KOSTAKIS G E,CASELLA L,HADJILIADIS N.Interpenetrated networks from a novel nanometer-sized pseudopeptidic ligand bridging water and transition metal ions with cds topology[J].Chem Commun,2005,41(7):3859-3861.[9]LU J F,QIAO L J,LI L Q,et al.Syntheses,structures and luminescent properties of four novel Cd/Zn(II)complexes constructed from dicarboxylate and bis(imidazole)co-ligands[J].J Mol Struct,2015,1081:79-84.[10]LU J F,MIN S T,GE H G.Synthesis,crystal structures and properties of two-dimensional complexes constructed by dicarboxylate and bis(imidazole)co-ligands[J].J Chem Res,2014,38(11):726-730.[11]LU J F,GE H G,MIN S T.Syntheses and structural characterization ofsilver(I)complexes with pyridine and carboxylate derivatives[J].Rus J Coord Chem,2011,37(4):37-40.[12]HAO H J,SUN D,LIU F J,et al.Dicarboxylate-controlled three Zn(II)coordination polymers incorporating flexible 1,2-bis (imidazol-10-yl)ethane ligand:syntheses,structures,thermal stabilities and photoluminescent properties[J].J Mol Struct,2012,1012(9):131-1436.[13]HAO H J,LIU F J,SU H F.Syntheses,structures and fluorescence of two coordination complexes of Zn(II)and 1,3-bis(2-methylimidazolyl)propane:solvent effect[J].Cryst Eng Commun,2012,14(3):6726-6731.[14]SHELDRICK G M.SHELXL-97,program for crystal structure determination [CP].Germany:University of Gottingen,1997.[15]SHELDRICK G M.SHELXL-97,program for crystal structure refinement[CP].Germany:University of Gottingen,1997.[16]CHEN W J,WANG Y,CHEN C,et al.Syntheses,structures and fluorescence oftwo coordination complexes of Zn(II)and 1,3-bis(2-methylimidazolyl)propane:solvent effect[J].Inorg Chem,2003,42(6):944-952.[17]HUANG X Y,YUE K F,JIN J C,et al.Rapid synthesis of a novel cadmium imidazole -4,5-dicarboxylate metal-organic framework under microwave-assisted solvothermal condition[J].Inorg Chem Commun,2010,13(9):338-341.。

钴配位聚合物的合成、结构及性质表征的开题报告

钴配位聚合物的合成、结构及性质表征的开题报告

三唑与锌/钴配位聚合物的合成、结构及性质表征的开题报

一、研究背景
三唑是一种含氮杂环化合物,具有较强的配体能力,可以与多种金属离子形成配合物。

同时,三唑及其衍生物具有广泛的生物活性,例如具有抗生素、抗菌、抗肿瘤和抗炎等作用。

因此,三唑及其衍生物在药物领域有广阔的应用前景。

而锌和钴等金属离子在生物体内也具有重要的作用,可参与多种生物体内的酶活性和信号转导等过程。

因此,合成具有三唑配体的锌/钴配位聚合物,对于探究这些配合物的化学性质和生物活性具有重要的意义。

二、研究内容
本研究主要内容为合成不同型号的三唑配体,并通过配位反应将其与锌/钴离子形成配位聚合物。

同时对所合成的配合物的结构和性质进行表征。

具体研究流程如下:
1. 合成三唑配体:采用简单的合成方法,通过酸碱中和反应或选择性还原反应合成不同结构的三唑配体,并进行物理化学性质的表征。

2. 合成锌或钴配合物:选取不同的配位反应体系,将三唑配体与锌或钴离子形成配位聚合物。

并使用红外光谱、核磁共振、元素分析等方法对所合成的配合物进行表征。

3. 探究合成配合物的性质:采用荧光、热分析等方法对所合成的配合物的性质进行研究,并探讨这些配合物与生物体系的作用。

三、研究意义
本研究的意义在于探究三唑配体与锌/钴配位聚合物的结构和性质,为这些配合物的应用提供理论依据与实验数据支持。

同时,能够进一步拓展三唑及其衍生物的应用领域,同时探索新型锌/钴配合物的性质与生物活性,为开发新型多功能材料提供良好的基础。

咪唑类柔性配体配位聚合物的合成和晶体结构研究的开题报告

咪唑类柔性配体配位聚合物的合成和晶体结构研究的开题报告

咪唑类柔性配体配位聚合物的合成和晶体结构研究的开题
报告
摘要:
柔性配体配位聚合物在催化、传感和分离等领域具有广泛的应用,其中咪唑类配体因其良好的配位性和多样的结构特点备受关注。

本文旨在合成一系列咪唑类柔性配体,并研究其与过渡金属离子的配位行为,进而得到配位聚合物的晶体结构,并探讨其性质和应用。

计划:
1. 合成咪唑类配体:选取两种典型咪唑类配体 (1H-imidazole和2-methylimidazole) 作为基础结构,对其进行修饰并引入柔性基团(如乙二醇等),以提高配体的溶解性和柔性度。

通过红外光谱、核磁共振、质谱等手段表征合成产物。

2. 与过渡金属离子配位:在合适的溶剂中加入过渡金属离子(如Ni、Co等)和咪唑类配体,通过紫外可见吸收光谱、荧光光谱等手段研究其配位行为、生成的配合物结构和稳定性。

3. 物性表征:对得到的配位聚合物进行单晶X射线衍射和热重分析等物理性质表征,研究其晶体结构、热稳定性等性质。

4. 应用研究:对得到的配位聚合物进行应用研究,如在光催化和气体分离等方面。

预期成果:
本研究合成了一系列咪唑类柔性配体,并通过成功合成配位聚合物和单晶X射线衍射分析等手段初步研究了其性质和应用前景,为咪唑类柔性配体的合成和应用提供了新的思路和方法。

一个由咪唑衍生物构筑的二重穿插的锌配位聚合物的合成、结构及荧光性质

一个由咪唑衍生物构筑的二重穿插的锌配位聚合物的合成、结构及荧光性质
L U Ho g W e L e - a I n - n U W n Gu n
(eat etfC e sy S ag a n esy S ag a , un dn 0 5 C ia D p r n h mir, h ounU i ri , h oun G ag og5 2 0 , hn) m o t v t 1
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新型立方体多核异金属配合物的合成及其晶体结构

新型立方体多核异金属配合物的合成及其晶体结构
用全矩阵最小二乘法进行精修。所有结构计算工 作均用 S E X 9 HL- 7程序 ¨ 完成 。 副
2 结 果与讨 论
1 的分子结构、 立方体结构示意 图和晶胞堆
积分别见 图 1 图 2和图 3 主要键长和键角列于 , , 表 1 。 晶体解析结果表明 , 属三方 晶系 ,一 空间 1 R3 群, 晶胞参数 a= 447 (7 , = 4 479 2 .0 1 )A b 2.0 9
10 00型 C DX射线单晶衍射仪( R ) C— X D 。所用试
剂均为市售分析纯 。
12 1的 合 成 .
在 Pe 中加入 H M D . m l l x管 3 I C0 2 m o,按 n ( , IC ( H M D ): 醋酸钴): ( a H) , N O =1: 3 l 1: 加
( .D p r e t f h ms y .D pr e t f od .J nx A r utr nvrt,N nh n 3 05 h a a eat n e ir;b eat n o ,1 i gi gi l a U ie i m oC t m oF a c ul s y aeag30 4 ,C i ; n
接相邻 的立方体结构形 成一个三维 的超分子结构 。 关 键 词 : - 咪唑 4,. 2甲基 5二羧酸 ; 配合物 ; 钴 合成 ; 晶体结构
文献标识码 : A 文章编号 :10 .5 1 2 l )30 5 - 0 51 1 (O 1 0 - 90 3 4 中图分类号 :0 2 . , 6 62 , 64 8 6 7 8 0 2 .3 O 1 .
13 晶体 结构 测 定 .
体双齿鳌合桥联。每个 N 离子都是 六配位的, a 其中4个氧原子来 自 两个 M D 配体 , IC 另外两个

咪唑—联苯二羧酸配位聚合物的合成及性能研究

咪唑—联苯二羧酸配位聚合物的合成及性能研究

咪唑—联苯二羧酸配位聚合物的合成及性能研究咪唑-联苯二羧酸配位聚合物的合成及性能研究摘要:配位聚合物是由金属离子或金属团簇与有机配体通过配位作用形成的高分子材料。

本文主要研究了咪唑-联苯二羧酸配位聚合物的合成方法及其在催化和荧光传感器方面的应用。

首先介绍了咪唑和联苯二羧酸的性质及合成方法,然后详细描述了咪唑-联苯二羧酸配位聚合物的合成过程,包括原料选择、反应条件优化等。

最后,研究了该配位聚合物在催化和荧光传感器中的应用性能,并对其性能进行了分析和评价。

关键词:咪唑,联苯二羧酸,配位聚合物,合成,催化,荧光传感器1. 引言配位聚合物在材料科学领域有着广泛的应用。

由于可以调控其结构和性能,使其具备独特的催化和传感特性。

咪唑和联苯二羧酸作为常见的有机配体,通过配位作用可以形成稳定的聚合物。

因此,研究咪唑-联苯二羧酸配位聚合物的合成及性能具有重要的理论和应用价值。

2. 实验部分2.1 咪唑和联苯二羧酸的合成咪唑的合成通常有多种方法,如氨基甲酸盐法、原位生成法、还原法等。

本实验采用了氨基甲酸盐法合成咪唑。

联苯二羧酸则通过酰氯和苯基甲酸酯反应得到。

2.2 咪唑-联苯二羧酸配位聚合物的合成将咪唑和联苯二羧酸分别溶解在有机溶剂中,然后进行搅拌和加热,以促使两者发生配位作用。

得到的配位聚合物通过重结晶或溶剂挥发法进行分离和纯化。

3. 结果与讨论3.1 咪唑-联苯二羧酸配位聚合物的结构表征利用红外光谱和X射线衍射对合成得到的配位聚合物进行了表征。

结果显示,咪唑和联苯二羧酸成功通过配位作用结合在一起,形成了稳定的配位聚合物。

3.2 咪唑-联苯二羧酸配位聚合物的催化性能研究将咪唑-联苯二羧酸配位聚合物作为催化剂,对某种有机反应进行了研究。

结果表明,该配位聚合物具有较好的催化活性和选择性,且具有良好的循环再利用性能。

3.3 咪唑-联苯二羧酸配位聚合物的荧光传感性能研究将咪唑-联苯二羧酸配位聚合物与特定的物质接触,观察其荧光发射强度的变化,以实现对该物质的检测。

咪唑二羧酸锰的D配位聚合物MnHIDCHOn的合成与晶体结构

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(2-甲基咪唑)配位聚合物的合成、结构及性质研究

(2-甲基咪唑)配位聚合物的合成、结构及性质研究

(2-甲基咪唑)配位聚合物的合成、结构及性质研究(2-甲基咪唑)配位聚合物的合成、结构及性质研究中⽂摘要咪唑及其衍⽣物常⽤于构筑⾦属有机框架配位化合物,两个2-甲基咪唑通过桥连作⽤可形成独特的拓扑结构和新颖的配位聚合物。

本论⽂⽤2-甲基咪唑柔性配体1,4-⼆(2-甲基咪唑-1-基)丁烷(bib)和过渡⾦属Co(II),Cd(II),Cu(II),Zn(II),Ni(II)以及1,3-⾦刚烷⼆甲酸(H2ada),5-氨基间苯⼆甲酸(H2aip),5-羟基间苯⼆甲酸(H2hip),1,4-萘⼆甲酸(H2ndc),邻苯⼆甲酸(H2bdc),对苯⼆⼄酸(H2bda),戊⼆酸(H2glu)配体,合成了9个配合物:{[Co2(bib)(ada)2]·0.5H2O}n(1),{[Co(bib)(aip)]·H2O}n(2),{[Co(bib)(ndc)]·0.5H2O}n (3),[Cd2(bib)(bdc)2]n (4),[Cd2(bib)(bda)2]n (5),[Cu2(bib)(glu)2]n(6),{[Zn(bib)(ndc)]·0.25H2O}n (7),[Ni(bib)(hip)]n(8)和{[Ni2(bib)(adc)2]·0.5H2O}n(9)。

测定了配合物的晶体结构,配合物1,8和9中配体bib以anti-anti-gauche 的形式参与配位,配合物2,3和4中配体bib以anti-anti-anti 的形式参与配位,配合物5,6和7中配体bib以gauche-anti-gauche的形式参与配位。

其中配合物1和9是⼀维三股链(两重羧酸链和⼀重bib配体链),配合物8有着特别的⼆维(6,3)⽹格结构。

配合物2有着不寻常的(3,4)连接的⼆维⽹格结构。

⽽配合物4是特殊的基于Cd2(COO)2⼆聚体的六连接⾃交叉三维⽹络结构,⽽配合物5是基于Cd2(COO)2⼆聚体的三重穿插pcu⽹格。

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第42卷第4期 2018年8月南京理工大学学报Journal of Nanjing University of Science and TechnologyV ol>2N'4Aug2018咪唑二羧酸基二维钴配位聚合物的晶体结构及性能刘春丽1&冯俊阳2&岳志芳3&贺贝贝1&信志坤1&黄秋颖1(1.河南工业职业技术学院应用化学工程系,河南南阳473009;2.河南应用技术职业学院医药学院河南开封475004;3.河南鼎泰检测技术有限公司,河南新乡453006)摘要:为了研究咪唑二羧酸基配位聚合物的结构和性能,该文采用有机配体2-(j-N-咪唑 基)苯基-1&-4&5-咪唑二羧酸(j-IP h'ID C)与六水合氯化钴通过溶剂热反应制备了一个新的 二维配位聚合物[C o(j-IP hH ID C)] n(1)。

采用元素分析、红外光谱以及X-射线单晶衍射分析 了其分子结构。

结果表明:咪唑二羧酸配体呈现出强的配位能力和复杂的配位模式。

采用粉末 衍射图谱证实了配合物1的纯度。

研究了配合物1在空气气氛下的热分解规律。

2~300 K内的变温磁化率研究证实,在12河~300 K的温度范围内,;r-d T符合居里外斯定律,居里常数 CM= 0.416 c ilK m o l1,韦斯常数+=-22.05 K。

;7M r曲线的随温度下降而下降的趋势以及负的 W eiss值均说明相邻的Co( % )离子之间存在着反铁磁偶合作用。

关键词!Co( % )-配位聚合物;咪唑二羧酸;溶剂热合成;单晶X-衍射;反铁磁偶合;晶体结构;热稳定性;磁性中图分类号:〇614 文章编号:1005-9830(2018)04-0491-06D0I:10.14177/j>n ki.32-1397n.2018.42>4.015Crystal structure and properties of imidazole dicarboxylate-lbased2D Co( H) coordination polymerLiu ChunloFeng Junyang2,Yue Zhifang3,He Beibei1,Xin Zhikun,1Huang Qiuying1(1.Department of Chemical Engineering,Henan Polytechnic Institute,Nanyang473009,China;2.School of Medicine and Pharmacy,Henan Vocational College of Applied Technolog,Kaifeng475004,China;3.Henan Ding Tai Detection Technology Co.,L td.,Xinxiang453006,China)收稿日期:2018-01-08 修回日期:2018-07-06基金项目:国家自然科学基金(J210060);河南省教育厅基础与前沿技术研究计划项目(16B150002);河南省高 等学校重点科研项目(18A150036)作者简介:刘春丽(1981-),女,讲师,主要研究方向:高分子化学与物理,E-m all:lC l f f@163.c m;通讯作者:黄秋 颖(1972-),女,教授,主要研究方向:功能配位化学,E-mail:huangqy72@。

引文格式:刘春丽,冯俊阳,岳志芳,等.咪唑二羧酸基二维钴配位聚合物的晶体结构及性能[J].南京理工大学学 报,2018,42(4):491-496.投稿网址:492南京理工大学学报第42卷第4期A b s t r a c t:In o rd er to study th e stru ctu re an d pro p erties of im idazole-carl3〇x y late-l3ased coordinationp o ly m e rs,by th e reactio n of an organic l i g a n d2-(j-N-im idazol-l-y l)-p h en y l-l H-im idazole-4,5- dicarboxylic acid(j-IP h H3IDC%w ith C oC l" •6H"0 &a new tw o-dim ensional Co(% )coordination p o ly m e r,[C o(j-Il^h H ID C) ]n( 1) is solvotlierm ally p re p a re d.T he m o lecu lar stru c terized by elem en tal a n a ly s is,infrared s pectroscopy an d X-ray single crystal d ifra c tio n.T he results in d ic ate th at th e j-IP h H3IDC ligand exhibits strong coordination ab ility an d com plicated coordination m o d es.T he purity of t!ie com plex is confirm ed by th e pow der X-ray d ifra c tio n.T he of1 is stu d ied by th e th erm al analysis in a ir.T he v ariab le tem p eratu re su scep tib ility in2-300 K confirm s th a t th e~ 9accord w ith th e C urie-W eiss law in th e tem p eratu re 12.5 —300 Ig T he C urie co n stan t CM an d W eiss co n stan t + are e q u a l to 0.416 cm3K m ol 1a n d-22.05 K,resp e ctiv ely.T hed ecreasin g tren d o f f M9witii d ecreasin g tem p eratu re an d th e negative W eiss constant in d ic ate thatth ere is an antiferrom agnetic co upling betw een th e a d jac en t C o(% )io n s.Key w ords:C d(% )-coordination p o ly m e r;im idazole d ic arb o x y late;crystal s tru c tu re;therm al s ta b ility;m agnetic p ro p e rty;solvotherm al p re p ra tio n;single crystal X-ray d iffra ctio n;antiferrom agnetic coupling从20世纪90年代以来,人们对通过多功能有机配体连接金属节点(过渡金属、稀土金属或者主族金属)构筑的配位聚合物(或称作金属-有机骨架,或称作金属-无机杂化材料)材料产生了持续的、强烈的研究兴趣。

研究者运用晶体工程理论,采用溶剂法、扩散法、凝胶法、水热及溶剂热等方法,制备了大量的金属-有机骨架材料[M]。

近年来,不断有拓扑结构新颖和有趣的配位聚合物被合成出来,在催化、能源气体的存储、小分子识别以及电化学等领域显示出巨大应用潜力[5_6],但是有关配位聚合物的实际应用开发,仍 然是一个瓶颈。

现阶段仍需要千方百计设计、合成 更多的结构独特的配位聚合物,去表征它们的分子结构,测试它们的性能。

只有有了数量上的积累,才有可能从中筛选出具有应用前景的功能材料,这 也是基础研究到应用研究的一个必经之路。

一直以来,人们对有机配体、金属节点、反应条件等多种因素对配位聚合物结构的影响进行了深人的探讨。

结果发现:在这些众多的影响因素中,多功能有机配体对于配位聚合物的结构和性能起着决定性的作用[7]。

其中,咪唑-4,5-二羧酸('I D C)是一个既含有咪唑基团又含有羧酸基团的双功能有机配体。

它在不同的反应条件下,可以形成价态不同的阴离子,还可以作为氢键的授(受)体,可以与主族金属、过渡金属和稀土金属配位,显示出强配位能力和多变的配位模式。

以此配体为基础,最近人们对在'I D C的咪唑环的2-位引人取代基产生了浓厚的兴趣,期望得到更多的咪唑二羧酸衍生物,研究其配位特性。

此 类衍生物主要分为两类:(1)在2-位引人脂肪取代基等,如甲基、乙基、丙基、羟基等;(2)芳香取代基,如吡啶基、三氮唑基等取代基。

研究发现,2 - 位取的 生 物 仍 具'I D C —样的配位特性[8]。

总的来说,2-位芳香取代的咪唑双羧酸类配聚物的数量更少,这说明类 的 生物的 合聚合物的研究空间还是十分巨大的。

本文把咪唑苯基引人到'I D C咪唑环的2-位,得到一个含有更多配位点的有机配体:2-(户-.-咪唑基)苯基-1&-4,5-咪唑二羧酸(j-I P h'I D C),与氯化钴在乙腈和水的混合溶剂中,溶剂热合成了一个新颖的二维钴(%)配位聚合物[Co(j-IP h H ID C)] n(1),测定了其晶体结构,研究空气气氛下的热稳定性以及在2 ~ 300 K内的变 温磁化率,分析相邻金属离子之间的磁行为。

1实验部分1.1主要试剂和仪器本文所采用的试剂除非特别声明,均为市售分析纯品,未经进一步处理。

有机配体JI P h'I D C参照文献[9]方法合成。

使用B R U K E R T E N S0R27傅里叶红外光谱仪测定(KB i•压片,400~4 000 c m-)红外光谱;C 、总第221期刘春丽冯俊阳岳志芳贺贝贝信志坤黄秋颖咪唑二羧酸基二维钴配位聚合物的晶体结构及性能493H、N的含量分析在美国FLASH 1112元素分析仪 上测定;在PANalytical X’pert PR O衍射仪上通过 使用Cu-K a1射线采集得到样品的X-射线粉末 衍射(Powder X-ray diffraction,PXRD)图谱;在 NETZSCH STA409 P C/P G同步热分析仪上,空气 气氛下,升温速率10 °C/m in,测定样品的热稳定 性(使用 SQUIDQuantum Design,MPMS-5 磁学测 量系统,在1 000 G的场强下,测定2~300 K温度 范围内晶体样品的有效磁矩,磁数据均经P+c l 常数进行反磁校正[10]。

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