由双苯并咪唑类配体构筑金属有机骨架化合物结构及性质的研究

发布时间：2017-07-16 14:06

  本文关键词：由双苯并咪唑类配体构筑金属有机骨架化合物结构及性质的研究

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【摘要】：双苯并咪唑类衍生物是具有广泛应用价值的精细化工原料,由于其结构的优越性使其具有生理反应以及其他优良特性,故它的应用十分广泛。在农药方面、对细菌、真菌、病毒、微生物等具有强的杀菌、抗菌作用,可以作为种子消毒剂；在医药方面,可作为药物中间体,苯并咪唑类化合物还具有降血压,改善心血管活性,还可作为动物中毒的解毒剂；在工业方面,苯并咪唑类酸洗缓蚀剂的毒性低,应用效果好。因此,以苯并咪唑及其衍生物合成配合物以其多功能性在材料科学、生物制药等领域越来越引起科学工作者的重视,成为化工制药界的热点问题。本文对双苯并咪唑类化合物的合成方法进行了优化,并以合成化合物为主要配体,即2,2’-(1,2-乙二烷基)二苯并咪唑,2,2’-(1,3-丙二烷基)二苯并咪唑,2,2’-(1,4-丁二烷基)二苯并咪唑,选取均苯三酸和对苯二甲酸等作为复配体与不同的过渡金属采用水热合成法反应生成新的配位化合物,通过元素分析、红外光谱、荧光光谱、核磁共振、电化学、单晶X-射线衍射分析等手段对分子及分子组装体的结构及性能进行了研究。本文的主要研究内容如下：1.合成了3种双苯并咪唑基化合物：2,2’-(1,2-乙二烷基)二苯并咪唑,2,2’-(1,3-丙二烷基)二苯并咪唑,2,2’-(1,4-丁二烷基)二苯并咪唑,通过元素分析、红外光谱等分析手段对合成的化合物进行鉴定,确定是目标产物。2.利用2,2’-(1,3-丙二烷基)二苯并咪唑和不同复配体及金属离子Cd(Ⅱ)和Zn (Ⅱ) Co (Ⅱ)分别进行组装得到3个全新的金属配合物：化合物1 [Cd2(H2C3PIm)(TPA)4(H2O)3]n和化合物2[Zn3(H2C3PIm)3(BTC)2(H20)2]n,化合物3 [Co(TPA)(H2C3PIm)(H2O)]n。(H2C3PIm代表2,2’-(1,3-丙二烷基)二苯并咪唑；TPA代表对苯二甲酸,H3BTC代表均苯三酸),通过X一射线衍射分析法测定其结构,化合物1是中心离子为Cd的一维管状结构,化合物2的中心离子是Zn的同时具有右手螺旋和左手螺旋链和新颖的超大32大环和64大环二维平面结构,化合物3的Co原子都具有四面体配位结构,通过TAP和H2C3PIm配体连接形成Z型链结构,但由于配体TPA扭转角的不同,形成两条组成相同(A,B链),结构不同的Z字形链,两条链相互缠绕形成一条双Z型的链状结构,化合物3再通过π-π堆积作用和分子间氢键N-H...O, O-H...O连接成三维的超分子。3利用2,2’-(1,2-乙烷基)二苯并咪唑和不同复配体及金属离子镉(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)分别进行组装得到2个全新金属配合物：化合物4[Zn(BPTC) 0.5(H2C2PIm)(H20)]n和化合物5[Cd(TAP)(H2C2PIm)(H2O)]n(H2C2PIm代表2,2’-(1,2-乙烷基)二苯并咪唑；TPA代表对苯二甲酸,BPTC代表3,3’,4,4’-联苯四酸)该化合物4通过BPTC配体与Co金属和H2C2PIm配体形成波浪状二维层,并通过不协调羧酸和氮原子之间的相邻H2C2PIm配体和弱N-H...O氢键键之间的π-π相互作用的包装还连接3D框架H2C2PIm以及自由水分子。化合物5该晶体属三斜晶系,P21空间群。Cd原子通过TPA和H2C2PIm 2种配体连接成一维Z型带状的平面结构,各平面间通过氢键作用连接成三维超分子结构。4.利用过渡金属盐Cd与2,2’-(1,4-丁二烷基)二苯并咪唑和对苯二甲酸水热合成[Cd2(H3C4PIm)2(TPA)(NO2)2]n化合物6,通过X一射线衍射分析法测定了其单晶结构,配合物中心离子为Cd与两个TPA分子上的羧基上的氧原子和配位水上的氧相连,并与一个H3C4PIm配体上的两个氮原子螯合形成一维的锯齿链状结构。5.利用过渡金属Ni盐和2,3-二羟基丁二酸合成一种新型的化合物7[[Ni4(dhbd)4·8H2O]·13H2O]n该配合物具有双环四核超分子框架结构。该配合物中的中心离子Ni与两个2,3-二羟基丁二酸配体构成端到端模式的圆环,类似双鱼座结构。
【关键词】：双苯并咪唑类 水热合成 晶体结构 拓扑
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O641.4
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 绪论11-20
• 1.1 金属有机骨架化合物(MOFs)的研究发展11-13
• 1.2 金属有机骨架化合物(MOFs)的主要类型13-16
• 1.2.1 以含氮配体构筑金属有机骨架化合物14-15
• 1.2.2 含氧类有机配体构筑的金属有机骨架化合物15
• 1.2.3 含氧含氮双功能配体构筑的金属有机骨架化合物15-16
• 1.3 金属有机骨架化合物(MOFs)的合成方法及影响因素16-18
• 1.3.1 金属有机骨架化合物(MOFs)的合成实验方法16-17
• 1.3.2 金属有机骨架化合物(MOFs)的影响因素17-18
• 1.4 金属有机骨架化合物(MOFs)的表征与结构18-19
• 1.4.1 金属有机骨架化合物(MOFs)的表征18
• 1.4.2 金属有机骨架化合物(MOFs)材料的晶体结构描述方法18-19
• 1.5 研究的创新点19
• 1.6 本课题的研究意义和目的19-20
• 2 双苯并咪唑类配体的合成20-25
• 2.1 引言20
• 2.2 实验原料与仪器20-21
• 2.2.1 实验原料20-21
• 2.2.2 实验仪器21
• 2.3 双苯并咪唑类配体的合成21-22
• 2.3.1 合成机理21
• 2.3.2 合成方法21-22
• 2.4 样品的表征测定22-23
• 2.4.1 样品外观22
• 2.4.2 样品元素分析测定22
• 2.4.3 样品的红外测定22-23
• 2.5 合成条件对样品收率的影响23-24
• 2.5.1 反应时间对样品的收率的影响23
• 2.5.2 原料配比对产率的影响23-24
• 2.6 本章小结24-25
• 3 由H_2C_3PIm配体合成三种化合物的合成方法及性能研究25-41
• 3.1 实验部分26-27
• 3.1.1 实验原料及仪器26
• 3.1.2 化合物的合成26-27
• 3.2 化合物1、2、3晶体结构分析结果及讨论27-37
• 3.2.1 化合物的晶体数据参数27-32
• 3.2.2 化合物的晶体结构分析32-37
• 3.3 化合物1、2、3的性质研究37-40
• 3.3.1 化合物的荧光性质测定37-38
• 3.3.2 化合物的XRD测定38-39
• 3.3.3 化合物红外光谱的测定39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 由H_2C_2PIm配体合成两种化合物的合成方法及性能研究41-49
• 4.1 实验部分41-42
• 4.1.1 实验原料及仪器41
• 4.1.2 化合物的合成41-42
• 4.2 化合物4、5的晶体结构分析结果与讨论42-47
• 4.2.1 化合物的晶体数据参数42-44
• 4.2.2 化合物的晶体结构分析44-47
• 4.3 化合物4、5的性质研究47-48
• 4.3.1 化合物的红外谱图47
• 4.3.2 化合物的TG分析47-48
• 4.4 本章小结48-49
• 5 由H_3C_4PIm配体合成化合物的合成方法及性能研究49-54
• 5.1 实验部分49-50
• 5.1.1 实验原料及仪器49-50
• 5.1.2 化合物的合成50
• 5.2 化合物6晶体结构分析结果及讨论50-52
• 5.2.1 化合物的晶体数据参数50-51
• 5.2.2 化合物的晶体结构分析51-52
• 5.3 化合物的性质研究52-53
• 5.3.1 化合物的荧光数据52-53
• 5.3.2 化合物的红外光谱图53
• 5.4 本章小结53-54
• 6 [[Ni_4(dhbd)_4·8H_2O]·13H_2O]_n化合物合成54-59
• 6.1 实验部分54-55
• 6.1.1 实验原料及仪器54-55
• 6.1.2 化合物的合成55
• 6.2 化合物7的晶体结构分析结果与讨论55-58
• 6.2.1 化合物的晶体数据参数55-57
• 6.2.2 化合物的晶体结构分析57-58
• 6.3 本章小结58-59
• 7 结论59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-67
• 攻读学位期间发表的学术论文目录67-68

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