新型微孔磷酸铝[C4N2H14]2+[H2Al3P3O14]2-的合成、结构及相转变

以3-甲氨基丙胺为结构导向剂,在水热条件下合成了1个具有三维开放骨架结构的微孔磷酸铝化合物[C4N2H14][H2Al3P3O14](1),并通过X射线单晶衍射确定了其结构,用粉末X射线衍射(PXRD)、热重(TG)、元素分析(ICP及CHN)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行表征.结果表明,化合物1属正交晶系,Pbca空间群,晶胞参数a=1.59839(11)nm,b=0.99402(6)nm,c=1.82261(11)nm,V=2.8958(3)nm3.化合物1的无机骨架由铝氧多面体(AlO5/AlO6)和磷氧四面体(PO4)严格交替连接构筑而成,形成了在[010]方向上具有一维十元环孔道的三维阴离子开放骨架.每个P原子通过桥氧原子与相邻的4个Al原子相连,而Al原子除了通过桥氧原子与相邻的4个P原子相连之外,还通过羟基的桥氧原子与1个或2个Al原子相连,分别形成五配位和六配位的Al.化合物1在550℃空气或氧气气氛下灼烧5 h后转变为具有ATV分子筛结构的微孔磷酸铝分子筛AlPO4-25,且一直稳定到800℃.     

β-酮烯胺类手性共价有机框架的合成及在毛细管气相色谱中的应用

利用2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛(Tfp)和(S)-2,5-双(2-甲基丁氧基)对苯二甲酸二酰肼(Mth)作为单体, 通过席夫碱反应合成了新型的β-酮烯胺类手性共价有机框架(COF)材料TfpMth COF. 采用粉末X射线衍射、 红外光谱、 热重分析及氮气吸附-脱附等手段对制备的TfpMth COF粉末进行了表征, 结果表明其具有良好的结晶度、 高的孔隙率和优异的热稳定性. 基于此, 以该COF为新型固定相采用原位生长法制备了TfpMth COF键合毛细管柱, 成功分离了一系列直链与支链的烷烃和醇类, 以及苯/环己烷、 乙苯/苯乙烯混合物. 该结果为β-酮烯胺类COF在色谱分离中的应用提供了新思路, 也为研究新型气相色谱固定相提供了参考.     

新型氯桥连一维链结构Cd(Ⅱ)配位聚合物的合成、结构及蓝光性能

利用2-乙酰基吡啶(acpy)和2-邻甲基苯胺在甲醇中回流反应得到新型希夫碱配体2-{1-[(2-甲基苯基)亚氨基]-乙基}吡啶)(mpep),通过溶剂热法将acpy和mpep与氯化镉反应得到2种新型氯桥连一维之字链结构Cd(Ⅱ)配位聚合物{[Cd(mpep)]Cl2}n(配合物1)和{[Cd(acpy)]Cl2}n(配合物2).利用单晶X射线衍射、核磁共振氢谱、元素分析和红外光谱对配合物1和配合物2进行结构表征.结果表明,配合物1和配合物2均为一维之字链状结构.在配合物1中,Cd与mpep配体中2个氮原子和4个氯原子配位,呈六配位顺式八面体构型,并通过2个Cl原子桥连形成一维之字链状结构.在配合物2中,中心金属Cd(Ⅱ)与acpy中的氮原子、氧原子和4个氯原子配位,也呈六配位顺式八面体构型,进一步通过Cl原子桥连相邻金属形成一维之字链状结构.在3种不同极性的溶剂(CH3OH,CH3CN和CH2Cl2)中,两种配位聚合物均呈现蓝色荧光(390~433 nm),说明2种配位聚合物具有弱溶剂效应;在固态室温下两种配位聚合物也呈现蓝色荧光,最大发射波长分别为440和473 nm.固态最大发射波长比溶液中红移的原因是分子中存在氢键,降低了基态与激发态之间的能级差.在室温下,配合物1和配合物2在3种溶液和固态中均显示出较长的荧光寿命(19.08~60.20μs).     

2-[[(4-吡啶)甲基]硫]-1H-苯并咪唑Ni(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构及热稳定性

本文报道了[NiL2(NCS)2(CH3OH)2](L=2-[[(4-吡啶)甲基]硫]-1H-苯并咪唑)配合物的合成,并通过IR、X-射线单晶衍射、热稳定性进行了表征。晶体结构测试表明:该配合物属于单斜晶系,空间群P21/n,晶胞参数:a=0.94420(12)nm,b=1.35733(17)nm,c=1.341 64(17)nm,β=97.983 0(10)°,V=1.702 8(4)nm3,Z=2,F(000)=748,Dc=1.407 g.cm-3,Final GooF=1.027,R1=0.046 8,wR2=0.107 1。中心Ni(Ⅱ)原子采用六配位,分别与2个2-[[(4-吡啶)甲基]硫]-1H-苯并咪唑上的2个N原子,2个硫氰酸根的2个N原子和2个甲醇分子上的2个O原子进行配位。在Ni(Ⅱ)基本配位单元之间存在N…H-O氢键,形成一维双链堆积结构。     

新型氯桥连一维链结构Cd(Ⅱ)配位聚合物的合成、 结构及蓝光性能

利用2-乙酰基吡啶(acpy) 和2-邻甲基苯胺在甲醇中回流反应得到新型希夫碱配体2-{1-[(2-甲基苯基) 亚氨基]-乙基}吡啶)(mpep) , 通过溶剂热法将acpy和mpep与氯化镉反应得到2种新型氯桥连一维之字链结构Cd(Ⅱ) 配位聚合物{[Cd(mpep) ]Cl₂}_n(配合物1)和{[Cd(acpy) ]Cl₂}_n(配合物2). 利用单晶X射线衍射、 核磁共振氢谱、 元素分析和红外光谱对配合物1和配合物2进行结构表征. 结果表明, 配合物1和配合物2均为一维之字链状结构. 在配合物1中, Cd与mpep配体中2个氮原子和4个氯原子配位, 呈六配位顺式八面体构型, 并通过2个Cl原子桥连形成一维之字链状结构. 在配合物2中, 中心金属Cd(Ⅱ) 与acpy中的氮原子、 氧原子和4个氯原子配位, 也呈六配位顺式八面体构型, 进一步通过Cl原子桥连相邻金属形成一维之字链状结构. 在3种不同极性的溶剂(CH₃OH, CH₃CN和 CH₂Cl₂)中, 两种配位聚合物均呈现蓝色荧光(390~433 nm) , 说明2种配位聚合物具有弱溶剂效应; 在固态室温下两种配位聚合物也呈现蓝色荧光, 最大发射波长分别为440和473 nm. 固态最大发射波长比溶液中红移的原因是分子中存在氢键, 降低了基态与激发态之间的能级差. 在室温下, 配合物1和配合物2在3种溶液和固态中均显示出较长的荧光寿命(19.08~60.20 μs) .     

单核铜配合物[Cu~(II)(HIPP)(pydc)(H_2O)]的合成和晶体结构

用溶剂热合成方法合成了一个单核铜配合物CuII(HIPP)(pydc)(H2O),采用元素分析法和X射线单晶衍射法对该配合物的组成和结构进行了表征.配合物CuII(HIPP)(pydc)(H2O)属于正交晶系,空间群是Pbca.a=0.663 93(18)nm,b=2.062 2(6)nm,c=2.619 1(7)nm,α=90°,β=90°,γ=90°,V=3.585 9(17)nm3,Z=8,ρc=1.693g·cm-3,F(000)=1 864,GOF=0.882,R1=0.037 4,wR2=0.111 8[I2σ(I)].中心铜原子与配体脱质子2,6-吡啶二甲酸的2个羧基氧原子和1个氮原子、HIPP的1个氮原子和1个氧原子及1个水分子中的氧原子形成六配位的变形八面体.结构分析表明晶体中分子间含有氢键.     

球形氨基功能化共价有机骨架化合物的制备及对全氟化合物的吸附性能考察

全氟化合物(PFCs)是一类环境持久性污染物,对生态系统和人类健康造成了极大威胁。一般环境水体中PFCs含量很低,高性能萃取材料的制备和应用一直是近年来的研究热点。为了有效富集水中的PFCs,本研究通过“两步法”制备出氨基功能化的球形共价有机骨架(COF)材料。首先利用1,4-二醛基-2,5-二乙烯基苯及1,3,5-三(4-氨苯基)苯为构筑基元,通过调控反应条件在室温下合成出粒径均匀的球形乙烯基COF(Vinyl COF)材料;然后以4-氨基苯硫酚为氨基功能化单体,通过巯基-烯基点击反应引入功能化侧基,合成出硫醚桥连芳香胺功能化球形COF材料(COF-NH₂)。该材料具有丰富的氨基,能够与PFCs碳链上的氟基以及羧基发生多重氢键和静电作用,因此可以有效吸附PFCs。本论文探究了COF-NH₂的吸附动力学、等温吸附模型、再生性能以及不同酸度条件下的吸附性能。COF-NH₂微球直径约500 nm,具有较好的热稳定性,可以在较宽的pH范围内有效吸附PFCs;重复再生5次后,吸附效果几乎无影响。该材料在实际环境水体中具有良好的吸...     

一维梯状配合物{[Cu2（4,4′-bpy）3（p-Ab）2（H2O）2]·（NO3）2·4H2O}n的晶体结构

合成了一维分子梯状配合物{[Cu2(4,4′-bpy)3(p-Ab)2(H2O)2].(NO3)2.4H2O}n(4,4′-bpy=4,4′-联吡啶,p-Ab-=对氨基苯甲酸根离子),该配合物晶体属单斜晶系,P2(1)/c空间群,晶胞参数:a=1.1107(5)nm,b=1.5504(3)nm,c=1.4509(3)nm,β=104.81(3)°,V=2.4155(12)nm3,Z=2.铜离子周围有3个氧原子和3个氮原子与之配位,其中2个氧原子由对氨基苯甲酸的螯合氧原子提供,另一个氧原子由配位水提供,3个氮原子分别由三个4,4′-联吡啶提供.这六个原子在铜离子周围形成一个畸变的八面体配位环境.配体对氨基苯甲酸只有一种配位形式——双齿螯合,第二配体4,4′-联吡啶的两个氮原子均参与配位,将配合物组装成一维分子梯结构.     

配合物Cu(phen)2 (dca)2的合成及晶体结构

合成了配合物Cu(phen)2 (dca)2(phen=C12H8N2为1,10-邻菲啰啉,dca-为二氰基氨基阴离子),用IR对其结构进行了初步表征,并测定了配合物的晶体结构.该晶体属单斜晶系,空间群为P21/c;晶胞参数a=0.8869(2)nm,b=1.4691(2)nm,c=1.9298(2)nm,β=100.90(1)°;V=2.4691(8)nm3,Z=4,F(000)=1132.00,Dc=1.496g/cm3,R=0.051,RW=0.068.中心铜(Ⅱ)离子分别与两个phen中的四个N原子和两个dca-的两个N原子配位,形成六配位的变形八面体结构.     

双模板法合成介孔/大孔二级孔道碳材料

以酚醛树脂低聚物为前驱物, 利用双模板法制备了具有介孔/大孔双孔结构的碳材料. 其中以二氧化硅蛋白石为大孔模板, 以嵌段共聚物自组装结构为介孔模板. 对样品进行了扫描电子显微镜(SEM), 透射电子显微镜(TEM), X射线衍射(XRD)和氮气吸附-脱附实验表征. 结果表明所制备的双孔碳材料大孔直径约为230 nm, 介孔直径10 nm.     

一种基于二氢吩嗪的三维共价有机框架的合成、 结构与表征

二氢吩嗪衍生物由于其独特的氧化还原活性而备受关注. 本文先设计合成了一种含有二氢吩嗪基团的单体5,10-二(4-甲酰基苯基)-5,10-二氢吩嗪(M1), 再采用溶剂热法, 通过亚胺缩合反应制备了一种新型三维共价有机框架(3D COF, 3D-PN-2). 通过粉末X射线衍射(PXRD)、 氮气吸附-脱附、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和固体碳核磁共振波谱(¹³C CP/MAS NMR)等表征方法, 并结合理论模拟对其结构信息进行了研究, 得出3D-PN-2是具有十一重穿插金刚石(dia)拓扑结构的3D COF. 采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其形貌进行了表征. 稳定性研究结果表明, 3D-PN-2具有较好的热稳定性和化学稳定性. 通过固体紫外-可见漫反射光谱研究了3D-PN-2的光吸收性能, 结果表明, 其在紫外和可见光区具有较宽的吸收范围(吸收边为 630 nm), 且具有较窄的能带间隙(2.11 eV). 通过循环伏安法研究了其氧化还原性能, 并计算得出其最高占有轨道能级(E_HOMO)为-4.50 eV, 最低空轨道能级(E_LUMO)为-2.39 eV.     

鼓形有机锡氧杂环羧酸簇合物[PhCH2Sn(O)(O2CC4H3S)]6·2CH2Cl2和[PhCH2Sn(O)(O2CC3H2NO)]6·2CH2Cl2的合成和晶体结构

利用三苄基氧化锡与2-噻吩甲酸和2-唑甲酸反应, 合成了六聚体苄基锡氧2-噻吩甲酸酯(1)和六聚体苄基锡氧2-唑甲酸酯(2) 鼓形簇合物. 通过元素分析、红外光谱和X射线单晶衍射对其结构进行了表征. 测试结果表明: 化合物1属三斜晶系, 空间群P1, a=1.276 0(3) nm, b=1.305 6(3) nm, c=1.334 3(3) nm, α=105.65(3)°, β=96.27(3)°, γ=97.20(3)°, Z=1, V=2.099 7(7) nm3, Dc=1.809 g/cm3, μ=2.097 mm-1, F(000)=1 116, R=0.065 1, wR=0.129 2. 化合物2属三斜晶系, 空间群P1, a=1.224 0(4) nm, b=1.367 3(4) nm, c=1.374 4(4) nm, α=107.760(4)°, β=98.069(5)°, γ=91.480(5)°, Z=2, V=2.163 1(12) nm3, Dc=3.373 g/cm3, μ=3.799 mm-1, F(000)=2 136, R=0.038 2, wR=0.079. 它们均为鼓形簇状结构, 锡原子呈畸变的八面体构型. 化合物1通过分子间S…S近距离作用, 形成一维链状结构.     

N2O…HOCl复合物结构和性质的理论研究

分别在DFT-B3LYP和MP2/6-311++G**水平上求得HOCl + N2O复合物势能面上的六种(S1, S2, S3, S4, S5和S6)和四种(S1, S2, S4和S5)构型. 频率分析表明,其中的S1和S3为过渡态,其它为稳定构型. 在复合物S3, S5 和S6中,HOCl 单体的σ*(5O-6H)作为质子供体,与N2O单体中作为质子受体的3O原子相互作用,形成氢键结构,而在氢键复合物S2中, 质子受体为N2O单体中的端1N原子;复合物S1中,HOCl分子的σ*(5O-4Cl)作为质子供体与N2O分子中的端1N原子(质子受体)相互作用,形成卤键结构,而复合物S4中的卤键结构的质子受体为N2O分子中的端3O原子. 经B3LYP/6-311++G**水平上的计算,考虑了基组重叠误差(BSSE)校正的单体间相互作用能在-1.56 ~ -8.73 kJ·mol-1之间. 采用自然键轨道理论(NBO)对两种单体间相互作用的本质进行了考查,并通过分子中原子理论(AIM)分析了复合物中氢键和卤键键鞍点处的电子密度拓扑性质.     

基于3-甲基-4-对溴苯基-5-(2-吡啶基)-1，2，4-三氮唑的锰配合物的合成和晶体结构

以3-甲基-4-对溴苯基-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三氮唑作为配体(L),合成了1个新的锰配合物[MnL2(NCS)2],对其进行了红外、电喷雾质谱和单晶结构表征,该配合物属于单斜晶系,空间群P21/n,a=1.6480(2)nm,b=0.90707(13)nm,c=2.1919(3)nm,β=97.454(2)°,V=3.248 8(8)nm3,Z=4,R1=0.043 9。单晶结构表明,锰离子处于1个扭曲的八面体配位环境中,2个硫氰根离子呈顺式配位,每个配体L通过三氮唑上1个氮原子和吡啶上1个氮原子参与配位。     

鼓形有机锡氧杂环羧酸簇合物[PhCH2Sn(O)(O2CC4H3S)]6·2CH2Cl2 和 [PhCH2Sn(O)(O2CC3H2NO)]6·2CH2Cl2的合成和晶体结构

利用三苄基氧化锡与2-噻吩甲酸和2-唑甲酸反应,合成了六聚体苄基锡氧2-噻吩甲酸酯(1)和六聚体苄基锡氧2-唑甲酸酯(2)鼓形簇合物.通过元素分析、红外光谱和X射线单晶衍射对其结构进行了表征.测试结果表明:化合物1属三斜晶系,空间群p1,a=1.2760(3)nm,b=1.3056(3)nm,c=1.3343(3)nm,α=105.65(3)°,β=96.27(3)°,γ=97.20(3)°,Z=1,V=2.0997(7)nm3,Dc=1.809g/cm3,μ=2.097mm-1,F(000)=1116,R=0.0651,wR=0.1292.化合物2属三斜晶系,空间群p1,a=1.2240(4)nm,b=1.3673(4)nm,c=1.3744(4)nm,α=107.760(4)°,β=98.069(5)°,γ=91.480(5)°,Z=2,V=2.1631(12)nm3,Dc=3.373g/cm3,μ=3.799mm-1,F(000)=2136,R=0.0382,wR=0.079.它们均为鼓形簇状结构,锡原子呈畸变的八面体构型.化合物1通过分子间S…S近距离作用,形成一维链状结构.     

2,3-二甲基吡嗪铜配位聚合物的合成与结构

利用2,3-二甲基吡嗪与硝酸铜及氯化铜合成了铜配位聚合物[Cu(Mepz)]2n+(Mepz=2,3-二甲基吡嗪),并通过单晶X射线衍射方法进行了表征.该晶体属于正交晶系,空间群为:Cmca,相关晶胞参数为:a=0.68617(11)nm,b=1.365 2(2)nm,c=1.953 3(3)nm,V=1.8297(5)nm3.该配位聚合物中的Cu原子与2个N原子、2个O原子和2个Cl原子配位,形成了一个稍微畸变的配位八面体,每相邻的2个配体之间通过Cu离子与吡嗪环上的2个N原子配位连接成无限延伸的一维链状结构,并通过分子间的氢键作用进一步将其连接成为二维的超分子网络结构.     

3-羧基-1,2,4-三氮唑Mn~Ⅱ配合物的合成、结构及荧光性质

为了探讨3-羧基-1,2,4-三氮唑(MTC)配合物的性质。本文采用水热法合成了一个结构新颖的配合物[Mn(C_3H_2N_3O_2)_2(H_2O)_2]。通过红外光谱(IR)、元素分析、热重分析(TGA)和粉末X射线衍射(PXRD)等技术手段表征了配合物的结构和性能。X射线单晶衍射分析表明,配合物为一单核结构,属于单斜晶系P21/c空间群.MnⅡ离子采取六配位,每个Mn离子位于反演中心,分别与两个MTC配体中的1个O和1个N原子螯合配位,同时还与2个水分子配位,形成一个稍微变形八面体构型结构。同时,在配合物中存在着丰富的氢键和弱的π-π作用力,通过分子间氢键和弱π-π相互作用形成一个三维网络结构。固体荧光研究表明,配合物的发射峰为517nm,较配体发生7nm蓝移。该研究对新型金属有机配合物荧光材料的开发具有一定的指导和借鉴意义。     

D2dC36的二聚体的结构和稳定性

用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6-31G*水平上系统研究了具有D2d对称性的C36分子形成的二聚体(C36)2的可能的稳定结构及其稳定性.结果表明,两个C36的六元环面对面、由两个C(2)-C(2)连接而成且具有C2v对称性的结构的能量最低.在所研究的二聚体(C36)2中,C36笼间键长在1.530×10-1～1.660×10-1 nm范围内,说明C36单体间仍以共价键结合.(C36)2的稳定性以及笼间键长与成键原子的位置密切相关.本文还给出了计算所得(C36)2的电子结构,并讨论了其对(C36)2性质的影响.此外,在B3LYP/6-31G*水平上对最稳定的二聚体C2v(C36)2结构作了振动频率分析,并对振动光谱特征进行了讨论.     

基于2，6-二(2-苯并咪唑基)吡啶配体的锌(Ⅱ)、镍(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构及荧光性质

通过水热反应,合成了2,6-二(2-苯并咪唑基)吡啶(BBPY)和2,6-吡啶二羧酸(DPA)的锌髤配合物[Zn(BBPY)(DPA)].H2O(1)及镍髤配合物[Ni(BBPY)2]SO4(2)。对它们进行了元素分析、红外光谱、热重等表征,并用X-射线单晶衍射测定了配合物的晶体结构。配合物1属单斜晶系,Cc空间群,晶胞参数a=1.6945(12)nm,b=1.2721(9)nm,c=1.0658(7)nm,β=92.506(12)°。配体2,6-二(2-苯并咪唑基)吡啶中的3个氮原子与2,6-吡啶二羧酸中的1个氮和2个羧基氧原子与锌髤配位,形成六配位的畸变八面体构型;配合物2也属单斜晶系,P21/c空间群,晶胞参数a=1.3735(8)nm,b=1.3838(8)nm,c=2.0270(11)nm,β=106.133(10)°。配体中每个2,6-二(2-苯并咪唑基)吡啶中的3个氮原子与镍髤配位,也形成六配位的畸变八面体构型。室温固态荧光测试显示,配合物1在428.9 nm(λmax)处具有强的荧光发射。     

酰胺氮桥联双核钴(Ⅲ)配合物[Co2(bpmb)2(CN)2]·H2O的合成、分子结构和超分子组装

合成了1个酰胺氮桥联的双核钴(Ⅲ)配合物[Co2(bpmb)2(CN)2].H2O(bpmb2-=1,2-bis(pyridine-2-carboxamido)-4-methylbenze-nate)(1),并通过X-射线单晶衍射分析表征其结构特征。结果表明:吡啶甲酰胺配体H2bpmb的甲酰胺氮原子脱去氢原子形成带两个负电荷的扭曲的四配位螯合配体bpmb2-。1个钴(Ⅲ)离子与2个吡啶氮原子,2个bpmb2-配体上的桥联酰胺氮原子和2个氰基碳原子配位得到六配位、变形的八面体CoN4C2;另1个钴(Ⅲ)离子与2个吡啶氮原子,配体bpmb2-上的2个未桥联甲酰胺氮原子和2个桥联的甲酰胺氮原子六配位,形成扭曲的八面体CoN6配位构型。[Co2(bpmb)2(CN)2]单元通过自由水分子和氰基氮原子和甲酰胺氧原子之间O-H…N和O-H…O氢键形成锯齿型链状超分子亚结构,这些链状亚结构通过π-π相互作用连接起来形成网状的超分子结构。