有机骨架聚合物的设计、结构与性质研究

发布时间：2016-11-09 07:49

  本文关键词：稀土无机发光材料:电子结构、光学性能和生物应用，由笔耕文化传播整理发布。

《云南大学》 2013年

氨基酸Schiff碱类配合物和金属—有机骨架聚合物的设计、结构与性质研究

李宗泽  

【摘要】：氨基酸Schiff碱类金属配合物在磁学、非线性光学材料、荧光探针、生物活性等诸多领域有着潜在的应用价值,因此越来越引起广大化学工作者的极大关注。尽管对此类配合物领域的研究卓有成就,但是人们对钻配合物的报道相对较少,而且在其相应高维金属聚合物的组装方面一直难有实质进展,这可能是由于其配体的难溶性与不稳定性导致的。另一方面,多孔金属-有机骨架聚合物(MOFs)由于其多样化的拓扑结构类型和功能材料方面的广泛应用已经成为当今配位化学的热点话题。基于次级构筑单元(SBUs)合成策略构筑的MOFs材料往往具有非贯穿的稳定框架。本文中以氨基酸Schiff碱和吡啶基羧酸配体等为构建基元,与过渡金属离子自组装,采用常规挥发法和溶剂热合成了15个新配合物。对这些化合物进行了系列的结构解析和性质表征,包括X-ray单晶衍射、热重分析、磁性和光学性质等。 1、选择2个类似配体丙氨酸Schiff碱和甘氨酸Schiff碱,与钴离子、锌离子反应,得到了7个结构新颖的配合物,展现了从零维单元到三维贯穿diamond网络的多样结构。通过引入双吡啶基桥连配体进行结构调控,在溶剂热条件下成功拓展了配合物结构体系的维数。对部分配合物的热稳定性、磁性、光学性质和切割DNA活性进行了研究。聚合物1和2,6和7在300℃以前整体骨架都能保持完整,钴离子间均表现为弱的反铁磁耦合作用；配合物1在有氧化和/或还原剂(H202)的存在下,均不同程度的表现出化学核酸酶的活性,对PBR322DNA有切割作用。 2、利用溶剂热法设计合成了4个基于不同金属核数SBU的三维MOFs聚合物。在合成实验中反应溶剂的改变和溶剂的配比不同极大地影响MOFs的最终结构。通过氮气吸附实验测定了聚合物的孔隙大小,同时研究了聚合物8的变温磁化率和交流磁化率。磁性测试证明聚合物8钴簇中存在较强的反铁磁耦合作用。 3、利用异烟酸和4-(异烟酰胺基)苯甲酸与过渡金属盐在溶剂热条件下反应,构筑了3个贯穿的diamond骨架聚合物。通过选用不同长度的桥连配体,成功控制了diamond拓扑网络的贯穿程度。另外还得到了一个的三维pcu拓扑Mn(Ⅱ)聚合物。TGA测试表明聚合物12有较高的热稳定性。

【关键词】：
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O621.13
【目录】：

摘要4-6

Abstract6-8

目录8-10

第一章 前言10-28

1.1 Schiff碱及其配合物概述10-12

1.2 氨基酸Schiff碱类配合物的研究进展12-15

1.3 基于多核金属簇金属-有机骨架(MOFs)聚合物的研究概况15-24

1.4 多重贯穿三维聚合物的研究24-25

1.5 本论文的选题意义和主要研究内容25-28

第二章 氨基酸Schiff碱类金属配合物的合成、结构和性质研究28-68

2.1 引言28-29

2.2 DL-丙氨酸Schiff碱类配合物的晶体结构及性质研究29-57

2.3 甘氨酸Schiff碱类二维钻配合物的结构及性质研究57-66

2.4 本章小结66-68

第三章 溶剂控制的基于多核金属簇金属-有机骨架(MOFs)聚合物的合成、结构和性质研究68-92

3.1 引言68-69

3.2 实验部分69-71

3.3 聚合物的单晶结构测试解析及结构表征71-85

3.4 MOFs的热重分析与粉末衍射85-86

3.5 MOFs 8-10的氮气吸附性能比较86-87

3.6 MOF 8的磁学性质87-88

3.7 本章小结88-92

第四章 配体长度控制的多重贯穿的diamond拓扑聚合物的结构表征及性质研究92-108

4.1 引言92-93

4.2 实验部分93-95

4.3 配合物的单晶结构测试解析及结构表征95-106

4.4 聚合物12的热重分析(TGA)106-107

4.5 本章小结107-108

结论108-110

参考文献110-128

附录A 实验中采用的有机配体名称及简写128-130

附录B 实验材料和测试仪器130-132

附录C 攻读博士学位期间发表论文情况132-134

致谢134

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