吡咯甲酮基钴配合物:一种水氧化催化剂

具有催化水氧化性能钴配合物的研究,对于探索新型氧化反应、发展可持续清洁能源具有重要意义。本文制备了一种新型(3-((二(吡啶-2-亚甲基)氨基)甲基)(3,5-二甲基-1H-吡咯-2-基)甲酮(m-PDA)配体及其与CoCl2形成的Co(Ⅱ)配合物(Co1),运用IR、UV、NMR、ES-MS等方法表征了配体及配合物的结构。研究了Co1在均相溶液中化学驱动催化水氧化性能,结果表明Co1能催化纯水分解释放氧气,催化活性(TON)达到15.38。循环伏安法研究了配合物催化水氧化的过程,证实配合物Co1具有催化水分解释放氧气的特性,是一种新型非贵金属水氧化的分子催化剂。     

基于1,3-二(2-苯并咪唑基)苯的双核钴及钴配位聚合物的晶体结构及磁性

在不同的条件下, 合成了2个基于刚性配体MBimB的钴配合物, 即Co₂(MBimB)₂Cl₄·2H₂O·EDA (1)和[Co(MBimB)Cl₂]_n (2)(MBimb=1, 3-二(2-苯并咪唑基)苯, EDa=乙二胺), 并解析了其单晶结构。在配合物1中, 2个MBimB配体采用顺式构象桥接2个钴原子, 形成双核金属杂环结构。在配合物2中, MBimB配体采用反式配位方式, 桥接2个邻近的钴原子, 形成一维链状结构。磁性研究表明:随温度降低, 配合物1和2均先表现为铁磁耦合, 继而表现为反铁磁耦合。同配合物2相比, 配合物1中Co…Co原子距离更短, 且存在更强的π共轭效应, 因此, 配合物1中存在更为强烈的铁磁耦合及旋轨耦合作用。     

三个Zn(Ⅱ)/Co(Ⅱ)配位聚合物的合成、结构与光带能隙

通过使用两性离子羧酸配体4-羧基-1-（4-羧基苄基）吡啶盐（L1）和含氮辅助配体1,4-二（咪唑-1-甲基）苯（L2）或1,3-二（咪唑-1-甲基）苯（L3）分别与金属锌盐和金属钴盐反应,合成了配合物[Zn（L1）（L2）_0.5Cl]_n（1）、[Co（L1）（L2）_0.5Cl]_n（2）和{[Zn（L1）（L3）]ClO₄·1.7H²O}_n（3）。配合物1和2同构,具有（6,3）拓扑的二维层状结构。该二维层进一步通过倾斜穿插形成三维结构。配合物3具有一维铰链结构。相邻的一维链进一步通过π-π作用扩展为二维层状结构。值得注意的是,配合物1~3均可视为由一维[M（L1）]_n链和桥联的双咪唑基配体L2或L3构成。配合物1和2是由一维的螺旋链和Z形的桥联L2配体构成,而配合物3是由一维的之字形链和C形的桥联L3配体构成。研究结果表明不同的含氮辅助配体和阴离子对配合物的最终结构有重要的影响。光带能隙研究表明,配合物1~3的能带间隙分别为2.96、1.72和3.16 eV,这表明配合物具有潜在的宽隙半导体的性质。     

基于D-(—)-/L-(+)-对羟基苯甘氨酸的两对手性钴配合物的合成、晶体结构和电化学识别

采用常温溶液挥发法,以D-(—)-/L-(+)-对羟基苯甘氨酸(D-/L-Hhpg)为主配体,2种含氮吡啶配体4,4′-联吡啶(4,4′-bipy)和5,5′-二甲基-2,2′-联吡啶(5,5′-BM-2,2′-bipy)为辅助配体,与CoCl₂·6H₂O反应合成了2对手性配合物{[Co (D-hpg)(4,4′-bipy)(H₂O)]Cl·H₂O}_n(1-D)、{[Co (L-hpg)(4,4′-bipy)(H₂O)]Cl·H₂O}_n(1-L)、[Co (D-hpg)2(5,5′-BM-2,2′-bipy)]Cl·5.5H₂O (2-D)、[Co (L-hpg)₂(5,5′-BM-2,2′-bipy)]Cl·5.5H₂O (2-L)。通过单晶X射线衍射、元素分析、红外光谱、粉末X射线衍射等多种测试方法对其结构进行分析和表征。配合物的单晶X射线衍射数据表明,配合物1-D和1-L属于单斜晶系,P2₁手性空间群,分别呈现1D左手螺旋链和右手螺旋链,通过4,4′-bipy分子扩展为2D网状矩形格子结构。配合物2-D属于单斜晶系,P2₁手性空间群,为0D小分子,在氢键的作用下形成1D超分子双链,并以ABAB形式在a轴方向堆积排布。这些配合物的结构差异归因于辅助配体和Hhpg配位模式的影响。此外,还研究了配合物的电化学性质。配合物1-D表现出电化学可逆的氧化还原行为,并可作为电化学传感器用于有效地检测组氨酸对映体和定量测定组氨酸混合物中的对映体过量。     

二苯甲酰甲烷和N，N-二甲基丙二胺混配体的锌和镉配合物的合成、晶体结构和热性质研究

合成了二苯甲酰甲烷与N,N-二甲基丙二胺混配配合物Zn(dmapa)(dbm)₂(1) 和Cd(dmapa)(dbm)₂(2)。用元素分析、红外光谱对配合物进行了表征,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,P2₁/n空间群;配合物2属三斜晶系,P1 空间群。中心金属离子(Zn、Cd)与来自2个dbm^-配体的4个O原子和来自dmapa配体的2个N原子配位,形成变型的八面体构型。研究了2个配合物的热稳定性。     

含苯并咪唑基配体钴(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构和儿茶酚酶活性

合成和表征了一种钴(Ⅱ)配合物,[CoLCl]₂[CoLCl_0.5(H₂O)_0.5]₂ClO₄·10H₂O (1)(LH=(2-(二((1H-苯并咪唑-2-基)甲基)氨基)乙酸))。以3,5-二叔丁基儿茶酚(3,5-DTBC)为反应底物,用紫外光谱测试了1的儿茶酚酶催化活性。研究结果表明：在配合物的晶体结构中,不对称单元的2个Co(Ⅱ)都形成变形的三角双锥构型。在pH=5~11范围内,配合物1对3,5-DTBC的氧化显示了pH值依赖性,它的儿茶酚酶催化活性随着温度的升高而升高,并且其催化氧化3,5-DTBC的动力学符合米氏方程模型。     

原位产生的SO42-配位的二维无机钴配合物K2[Co3(OH)2(SO4)3(H2O)2]的水热合成及晶体结构

相同的水热反应条件下4-氨基-二(2-吡啶基)-1，2，4-三氮唑(abpt)、KSCN与钴盐(CoCl₂·6H₂O)反应合成了2种新的钴配合物:零维的单核配合物[CoSCN(abpt)] (1α)和二维的无机层状配合物K₂[Co₃(OH)₂(SO₄)₃(H₂O)₂] (1β)，并通过元素分析和红外光谱对其进行了表征。配合物1α的晶体属于单斜晶系，P2₁/c空间群。配合物1β晶体属于正交晶系，Cmc2₁空间群。在配合物1α中，abpt和SCN^-配体都参与配位与Co(Ⅱ)离子形成了2个不同的单核单元，这些单核单元又通过S原子和N原子之间的氢键作用连成了三维超分子结构;在配合物1β中，abpt配体没有参与配位，而SCN^-配体则被氧化成了SO₄^2-离子并与Co(Ⅱ)离子配位形成了二维配位层状结构，相邻层之间进一步通过氢键作用形成了沿c轴方向有孔道的三维超分子网络，这些孔道里面填充着反离子K+。     

大空间位阻β-二亚胺镁配合物的合成、晶体结构及硅氢化反应

2,4-戊二酮分别与不同的伯胺反应,合成出2种新的大空间位阻的β-二亚胺配体。其中β-二亚胺配体1与格氏试剂甲基碘化镁（MeMgI）反应得到相应四配位镁的甲基配合物,配体1的锂盐与溴化镁（MgBr₂）反应制备出Mg-Li双金属溴配合物。新β-二亚胺配体和相应镁的甲基配合物和溴配合物的晶体结构均通过单晶X射线衍射确定,相应镁的甲基配合物和溴配合物在苯乙酮的硅氢化反应中显示了较好的催化活性。     

二维网状配合物[Co(dimb)2(MeOH)2](ClO4)2的合成及晶体结构

设计并合成了一个含咪唑基团的柔性双齿配体:1,3-二(咪唑基-1′-甲基)-5-甲基苯(dimb)(1),并进行了 ¹H NMR和结构表征。通过dimb与高氯酸钴的反应,得到了一个新型的具有二维网状结构的配合物:[Co(dimb)₂(MeOH)₂](ClO₄)₂(2)。X-射线晶体结构测定表明,这两个化合物的晶体学参数分别为:配体(1)属单斜晶系, 空间群     

大空间位阻β-二亚胺镁配合物的合成、晶体结构及硅氢化反应

2,4-戊二酮分别与不同的伯胺反应,合成出2种新的大空间位阻的β-二亚胺配体。其中β-二亚胺配体1与格氏试剂甲基碘化镁（MeMgI）反应得到相应四配位镁的甲基配合物,配体1的锂盐与溴化镁（MgBr₂）反应制备出Mg-Li双金属溴配合物。新β-二亚胺配体和相应镁的甲基配合物和溴配合物的晶体结构均通过单晶X射线衍射确定,相应镁的甲基配合物和溴配合物在苯乙酮的硅氢化反应中显示了较好的催化活性。     

含苯并咪唑基配体钴(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构和儿茶酚酶活性

合成和表征了一种钴(Ⅱ)配合物,[CoLCl]₂[CoLCl_0.5(H₂O)_0.5]₂ClO₄·10H₂O (1)(LH=(2-(二((1H-苯并咪唑-2-基)甲基)氨基)乙酸))。以3,5-二叔丁基儿茶酚(3,5-DTBC)为反应底物,用紫外光谱测试了1的儿茶酚酶催化活性。研究结果表明:在配合物的晶体结构中,不对称单元的2个Co(Ⅱ)都形成变形的三角双锥构型。在pH=5~11范围内,配合物1对3,5-DTBC的氧化显示了pH值依赖性,它的儿茶酚酶催化活性随着温度的升高而升高,并且其催化氧化3,5-DTBC的动力学符合米氏方程模型。     

以6-甲基-2,3,5-吡啶三酸为配体的过渡金属配合物的合成、结构与性质

以6-甲基-2,3,5-吡啶三酸为配体和过渡金属盐反应,合成出2个新颖的金属配位聚合物{[Cu(Hmptc)(H₂O)]·2H₂O}_n(1)和{Cd(Hmptc)(H₂O)}_n(2)(H₃mptc=6-甲基-2,3,5-吡啶三酸)。配合物1存在具有四边形孔道的二维网状结构。配合物2中的Cd(Ⅱ)中心通过Hmptc²-配体连接成为类似于笼状的二维层状结构,进一步由氢键相互作用连接成三维超分子结构。配合物2存在蓝绿色荧光。     

基于1,3-二(2-苯并咪唑基)苯的双核钴及钴配位聚合物的晶体结构及磁性

在不同的条件下, 合成了2个基于刚性配体MBimB的钴配合物, 即Co₂(MBimB)₂Cl₄·2H₂O·EDA (1)和[Co(MBimB)Cl₂]_n (2)(MBimB=1, 3-二(2-苯并咪唑基)苯, EDA=乙二胺), 并解析了其单晶结构。在配合物1中, 2个MBimB配体采用顺式构象桥接2个钴原子, 形成双核金属杂环结构。在配合物2中, MBimB配体采用反式配位方式, 桥接2个邻近的钴原子, 形成一维链状结构。磁性研究表明:随温度降低, 配合物1和2均先表现为铁磁耦合, 继而表现为反铁磁耦合。同配合物2相比, 配合物1中Co…Co原子距离更短, 且存在更强的π共轭效应, 因此, 配合物1中存在更为强烈的铁磁耦合及旋轨耦合作用。     

四核钬配合物的结构、慢磁驰豫行为及CO2催化转化性质

使用多齿希夫碱配体通过溶剂热的方法合成了一例新的 Ho₄配合物，即[Ho₄(NO₃)₂(acac)₄(L)₂(CH₃OH)₂]·2CH₃CN，其中H₄L=(E)-2-(羟甲基)-2-(((2-羟基萘-1-基)亚甲基)氨基)丙烷-1，3-二醇，acac=乙酰丙酮。X射线衍射分析表明，配合物呈中心对称的四核结构，中心的Ho1(Ⅲ)和Ho2(Ⅲ)均为八配位的三角十二面体几何构型。配合物1具有良好的溶剂稳定性。磁性研究表明配合物1具有慢磁弛豫行为。据我们所知，配合物1是一例少有的在零直流场下具有慢磁驰豫行为的Ho₄配合物。值得一提的是，配合物1在催化CO₂与环氧化合物的环加成反应中表现出较高的催化活性。     

含联吡啶配体和对苯二甲酸的Co(Ⅱ)基金属有机骨架的合成及作为荧光探针检测Fe(Ⅲ)

选用2种具有较大共轭单元的配体1,4-二(2-(2-吡啶基)乙烯基)苯(2-bpeb)和1,2-二(4-吡啶基)乙烯(dpe),在溶剂热条件下与对苯二甲酸(H₂PTA)和Co(NO₃)₂反应,制备了2种新型Co(Ⅱ)-MOFs。单晶结构显示:配合物1是由Co-2-bpeb链和Co-PTA链直接构筑成3D骨架,而配合物2则是由Co-PTA层通过dpe桥联形成3D骨架。因吡啶配体中存在较大的π共轭体系,所获得的2种配合物均具有较强的荧光性质。荧光传感实验表明,它们都可以作为荧光探针来检测Fe³⁺,并且具有良好的灵敏度和可回收性。     

以5-甲基-3-吡唑甲酸为配体的钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构和性质

以5-甲基-3-吡唑甲酸(H₂MPCA)为主配体,桥联配体4,4’-联吡啶(4,4’-bpy)和吡嗪(pyz)为辅助配体,合成了2个新的配合物{[Co(HMPCA)₂(4,4’-bpy)]₂·5H₂O}_n(1)和{[Ni(HMPCA)₂(pyz)]·5H₂O}_n(2),并用元素分析、红外光谱、X射线单晶衍射结构分析、热重分析等对其进行了表征。配合物1属于正交晶系,空间群为Pccn,配合物2属于单斜晶系,空间群为P2/c。在1和2中,金属离子都位于一个扭曲的八面体配位环境中,分别由4,4’-联吡啶(1)和吡嗪(2)两端的氮原子桥联2个相邻的金属离子,形成一维链状聚合物。考察了配合物1和2的热稳定性、荧光性能和磁性。     

三个二羧酸配体配位聚合物的合成、结构表征和荧光性质

以羧酸配体 2,2''-(1,4-亚苯基双(亚苯基))双(硫二基)二苯甲酸(H₂L¹)和 2,2''-(2,3,5,6-四甲基-1,4-亚苯基)双(亚甲基）双(硫二基)二苯甲酸(H₂L²)分别与金属盐反应,通过溶剂热方法合成了 3个配位聚合物：{[Ni(L¹)(H₂O)₄]·2H₂O}_n (1)、[Zn(L¹)(DMA)₂]_n(2)和[Co(L²)(DMF)₂]_n (3),其中DMA=N,N-二甲基乙酰胺,DMF=N,N-二甲基甲酰胺。对配合物1~3进行了单晶X射线衍射、元素分析、红外光谱、热重分析、粉末X射线衍射和固体紫外可见光谱测试和表征。单晶X射线衍射表明：3个配合物均为一维锯齿形链状结构,并通过氢键作用形成三维骨架,且配体均表现为反式构象。此外,对配合物2固态荧光性质进行了研究。     

基于一种柔性二羧酸和不同双咪唑配体构筑的两例钴-穿插网格

利用一种柔性二羧酸,辅以不同的双咪唑配体在水热条件下构筑了两例具有穿插特征的钴配位聚合物,{[Co(bimb)(L)]·H₂O}_n(1)和{[Co(bbix)(L)]₂}_n(2)(H₂L=4,4'-(2,2'-oxybis(ethane-2,1-diyl)bis(oxy))dibenzoic acid, bimb=1,1'-(1,4-butanediyl)bis(imidazole), bbix=1,4-bis(benzimidazole-1-ylmethyl)-benzene)。单晶X-射线衍射研究发现配合物1为2D→3D 4-连sql拓扑构型的三重穿插网格;配合物2为3D 4-连6⁶ dia拓扑构型的六重穿插网格。该结构分析结果表明作为辅助配体的双咪唑配体的构型对配合物的穿插特征有重要影响。另外,我们还研究了配合物1和2的热稳定性及磁性。     

柔性1,5-二(2-甲基咪唑)戊烷配体构筑的两种锌配合物的合成、结构及性质

利用过渡金属锌盐与1,5-二（2-甲基咪唑）戊烷（BMIP）、5-羟基（或5-溴）间苯二甲酸（5-OHH₂IP或5-BrH₂IP）在水热条件下合成了配合物[Zn（5-OHIP）（BMIP）]_n（1）和[Zn（5-BrIP）（BMIP）]_n（2）（BMIP=1,5-二（2-甲基咪唑）戊烷,5-OHIP=5-羟基间苯二甲酸根,5-BrIP=5-溴间苯二甲酸根）,对其进行了红外、元素分析表征并用单晶X射线衍射确定了其结构。晶体结构研究表明：配合物1属于单斜晶系,P2₁/n空间群,β角为101.363（10）°。配合物1是由配体5-羟基间苯二甲酸连接锌离子形成一维链状结构,然后由1,5-二（2-甲基咪唑）戊烷将其连接成二维网络结构。配合物2是由配体5-溴间苯二甲酸和1,5-二（2-甲基咪唑）戊烷连接锌离子形成二维层状结构,由另一方向的1,5-二（2-甲基咪唑）戊烷连接成三维层柱状结构,最终形成三重贯穿网络结构。此外,研究了配合物1和2的荧光和光降解亚甲基蓝性能,结果表明配合物1和2对亚甲基蓝染料均有较好的降解作用。     

基于一种柔性二羧酸和不同双咪唑配体构筑的两例钴-穿插网格

利用一种柔性二羧酸,辅以不同的双咪唑配体在水热条件下构筑了两例具有穿插特征的钴配位聚合物,{[Co(bimb)(L)]·H₂O}_n(1)和{[Co(bbix)(L)]₂}_n(2)(H₂L=4,4'-(2,2'-oxybis(ethane-2,1-diyl)bis(oxy))dibenzoicacid,bimb=1,1'-(1,4-butanediyl)bis(imidazole),bbix=1,4-bis(benzimidazole-1-ylmethyl)-benzene)。单晶X-射线衍射研究发现配合物1为2D→3D 4-连sql拓扑构型的三重穿插网格;配合物2为3D 4-连6⁶dia拓扑构型的六重穿插网格。该结构分析结果表明作为辅助配体的双咪唑配体的构型对配合物的穿插特征有重要影响。另外,我们还研究了配合物1和2的热稳定性及磁性。