基于甜菜堿的超分子設計與研究.pdf

1、在配位聚合物中，金屬離子將配體分子連接在一起，并使它們的排列具備明確的方向性，這樣就可以將具有特定功能和結構的配體按照預先設想的方式排列起來，從而獲得具有預期結構和功能的配合物。分子間的相互作用及識別機制，非鍵相互作用如氫鍵、π-π堆積作用、金屬鍵、金屬-非金屬弱相互作用等，在設計并合成具有所希望的結構、功能及穩(wěn)定性的超分子、超分子組裝體及特殊性能的材料過程中起了非常重要的作用。 在實驗中，合成了五種配體，它們分別是1，3-二(

2、4-羧基吡啶基)丙烷(L1)，2-(3-羧基吡啶基)乙醚(L2)，α，α'-二(4-羧基吡啶基)-1，4-二甲苯(L3)，α，α'-二(3-羧基吡啶基)-1，4-二甲苯(L4)和1，2-二[2-(4-羧基吡啶基)乙氧基]乙烷(L5)，并得到了前四種配體與金屬鹽的配位聚合物共十一個，研究了它們對不同金屬鹽的配位能力及構筑配合物三維網絡結構的能力。這十一個配合物分別是：{[CuL1(H2O)4]·SO4·2H2O}n(1)、{[CuL12]

3、·2ClO4·2H2O}n(2)、{[CuL22(H2O)3]·2ClO4·2H2O}n(3)、{[MnL22(H2O)2]·2ClO4}n(4)、{[AgL2]·NO3·2H2O}n(5)、{[Ag4L22(CF3SO3)2H2O]·2CF3SO3·3H2O}n(6)、{[CuL3(H2O)3]·2Cl·H2O}n(7)、{[CuL32(H2O)2]·2NO3}n(8)、{[CdL32]·2ClO4·2H2O}n(9)、{[Ag4L3

4、2.5H2O]·4CF3SO3·3H2O}n(10)、{[AgL4]·ClO4}n(11)，并通過單晶X-射線衍射對它們進行了結構分析。 結構分析表明：(1)L1配體在配位過程中表現(xiàn)出順式(cis-L1)和反式(trans-L1)兩種不同的構型，這種構型的變化使配合物具有多變的網絡結構：在1中采取的是cis-L1構型，得到三維嵌套式網絡結構，2中采取的是trans-L1構型，得到具有菱形空腔的網絡結構；(2)1和2分別是由配體L

5、1得到的，所用都是銅鹽，但陰離子不同(1：SO42-，2：ClO4-)造成網絡結構上的差異，同樣7和8分別是配體L3和CuCl2及Cu(NO3)2兩種銅鹽形成的，結構也有所不同，表明在形成配位聚合物過程中陰離子有著重要的影響。(3)L2與配體L[2-(4-羧基吡啶基)乙醚]互為同分異構體，與L既有順式cis-又有反式trans-構型不同，得到L2與四種鹽形成的配合物中都采取了同一種構型，即順式cis-L2，但因所用金屬鹽不同，在四種配位

6、聚合物中配體根據(jù)不同的金屬離子而進行相應的調整，在配合物3、4、5中采取雙齒配位，相應的配體分子中吡啶環(huán)之間的二面角也有所不同，而在6中采取四齒配位。(4)配體L3和配體L4互為同分異構體，在配合物中都是采取trans-構型，接近直線形狀。當配體L3與不同金屬作用形成配合物時，可以改變兩端吡啶環(huán)之間以及吡啶環(huán)與中間苯環(huán)之間的夾角，從而配體的構型發(fā)生變化，并對網絡結構產生影響。(5)配合物9的結構與已知的結論，即由非對稱配體得到的配合物容