三维锌配位聚合物的合成、晶体结构及与DNA的作用

在水热条件下,由联苯-2,4,4',6-四甲酸(H₄bptc),4,4'-联吡啶(bipy),合成了3种锌配位聚合物[Zn(bptc)_0.5]_n (1),[Zn₂(bptc)(H₂O)₃]_n·nH₂O (2),[Zn₂(bptc)(H₂O)(bipy)_1.5]_n·nH₂O (3),用元素分析、红外光谱等方法对配合物的组成进行了表征,并通过单晶X-射线衍射方法测定了配合物的晶体结构.结果表明:配合物1具有双核结构,八元环金属簇Zn₂(COO)₂²⁺自组装成具有(6,6)-连接拓扑结构;配合物2具有(4,5,6)-连接拓扑结构;配合物3在辅助配体的构筑下形成三维网络结构.用溴化乙锭荧光探针法测试了配合物对EB-DNA复合体系的荧光猝灭效应,实验结果显示配合物均能使EB-DNA复合体系的荧光发生不同程度的猝灭,由此推测配合物均与DNA发生了不同程度的插入作用,引入具有刚性平面辅助配体之后的配合物3,其作用力又强于不加辅助配体的配合物1和2.     

基于半刚性三角形羧酸配体构筑的配位聚合物的合成,结构及其荧光性质

通过使用一个半刚性的多齿羧酸配体3,3',3"-(((2,4,6-trimethylbenzene-1,3,5-triyl)tris(methylene))tris(oxy))tribenzoic acid (H₃L),在溶剂热条件下合成了4个配位聚合物{[Cd₃(L)₂(H₂O)₂]·5DMF·6H₂O}_n (1),{[Co₃(L)₂(H₂O)₂]·2DMF·6H₂O}_n (2),{[Mn₃(L)₂(H₂O)₂]·3DMF·6H₂O}_n (3),{[Zn₃(L)₂(H₂O)₂]·5DMA·5H₂O}_n (4),并通过X射线单晶衍射,热重分析对配合物结构进行了表征。4个化合物都是同构的,由沙漏型的M₃簇和L^3-配体作为次级结构单元,从而给出了一个金属-有机纳米笼的三维结构,从拓扑学的观点看,4个配合物的结构可以看作是三节点的(3,3,6)-连接的网络。荧光光谱测试表明配合物1和4在激发波长为272 nm下,在385 nm处显示了强的宽发射峰。荧光传感测试结果表明,配合物1是一种潜在的硝基苯类化合物的传感材料。     

通过棒状金属羧酸/羟基次级结构单元形成的锌金属有机骨架的低温余晖性质

通过一个含3个羧基基团的多功能配体2-羟基-1，3，5-苯基三羧酸（HO-H₃BTC）与锌盐构筑了一个三维多孔锌骨架结构配合物，{[Zn₄（O-BTC）₂（H₂O）₅]·2DMF·0.5H₂O}_n（1）。通过单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、元素分析、红外光谱、热重分析以及固体紫外吸收光谱对该配合物进行了表征。配合物1是通过棒状金属锌-羧酸/羟基次级结构单元构筑的一个三维骨架结构，其在室温下显示强烈的蓝色荧光。此外，在低温条件下（10 K）配合物1显示余晖性质。     

基于3-氧醚乙酸-邻苯二酸和N-辅助配体的锌和镉配合物的合成、晶体结构及荧光性质

水热法合成得到2个配合物, {[Zn₇(L)₄(bpe)₂(μ₃-OH)₂(H₂O)₈]·4H₂O}_n(1), 和{[Cd₃(L)₂(bpy)_2.5(H₂O)]·5.5H₂O}_n(2)(H₃L=3-(carboxymethoxy)benzene-1,2-dioic acid, bpe=1,2-bis(4-pyridyl)-ethene, bpy=4,4'-bipyridine), 并采用元素分析、红外光谱、热重和X-射线单晶衍射对其结构进行表征。配合物1中, 配体L^3-和bpe连接[Zn₅( μ₃-OH)₂]中心形成一维链, 这样的链通过氢键连接成三维的超分子结构。配合物2呈现(3,3,6)连接的网状结构。此外, 对配合物1和2的荧光性质进行了研究。     

一系列由柔性N,N'-双(3-吡啶甲基)胺构筑的螺旋配合物的合成、结构和性质

合成和表征了5个螺旋配位聚合物{[Cu(Hbpma)(H₂O)₄]₂(SO₄)₃·3.5H₂O}_n (1)、{[Ni(Hbpma)(H₂O)₄]₄(SO₄)₆·10.75H₂O}_n (2)、{[Mn(Hbpma)(H₂O)4](SO₄)_1.5·3H₂O}_n (3)、{[Zn(Hbpma)(H₂O)₄]₄(SO₄)₆·4H₂O·4CH₃OH}_n (4)和{[Cu(Hbpma)2(H₂O)₂](SO₄)2·9H₂O}_n (5),其中bpma代表N,N'-双(3-吡啶甲基)胺。晶体结构分析表明配合物1~4为一维链状结构,配合物5为二维层状结构,其中金属离子由质子化的bpma配体桥连。值得注意的是,采取反-反式构象的柔性bpma配体使得配合物1和2为假螺旋链结构,配合物3和4为螺旋链结构,配合物5为螺旋层结构。同时研究了配合物的磁性和热稳定性。     

一系列由柔性N,N'-双(3-吡啶甲基)胺构筑的螺旋配合物的合成、结构和性质

合成和表征了5个螺旋配位聚合物{[Cu(Hbpma)(H₂O)₄]₂(SO₄)₃·3.5H₂O}_n (1)、{[Ni(Hbpma)(H₂O)₄]₄(SO₄)₆·10.75H₂O}_n (2)、{[Mn(Hbpma)(H₂O)₄](SO₄)_1.5·3H₂O}_n (3)、{[Zn(Hbpma)(H₂O)₄]₄(SO₄)₆·4H₂O·4CH₃OH}n (4)和{[Cu(Hbpma)2(H₂O)₂](SO₄)₂·9H₂O}_n (5), 其中bpma代表N,N'-双(3-吡啶甲基)胺。晶体结构分析表明配合物1~4为一维链状结构, 配合物5为二维层状结构, 其中金属离子由质子化的bpma配体桥连。值得注意的是, 采取反-反式构象的柔性bpma配体使得配合物1和2为假螺旋链结构, 配合物3和4为螺旋链结构, 配合物5为螺旋层结构。同时研究了配合物的磁性和热稳定性。     

由联苯-2,4,4',6-四甲酸构筑的三维镉配位聚合物的合成、结构及与DNA作用

在水热条件下,以联苯-2,4,4',6-四甲酸(C16H10O12,H4bptc)为主配体、1,3-二(4-吡啶基)-丙烷(bpp)为辅助配体,与氯化镉(CdCl₂·2.5H₂O)反应合成了2个三维镉配位聚合物{[Cd₂(bptc)(H₂O)₃]·H₂O}_n (1),{[Cd₂(bptc)(bpp)·H₂O]·2.25H₂O}_n (2)。用元素分析、红外光谱对配合物的组成及结构进行了表征,并通过X射线单晶衍射的方法测定了配合物的晶体结构。配合物1具有双核结构,2个中心离子Cd(Ⅱ)同为六配位,均形成略有畸变的八面体结构;而配合物2尽管也具有双核结构,但不同于1的是其中一个中心离子构成略显畸变的八面体几何结构,另一个却构成五角双锥结构。用溴化乙锭荧光光谱法测定了配体和配合物与DNA作用情况,结果表明配合物与DNA的作用强于配体。     

4,4'-联吡啶桥联的三个铜有机膦酸配合物的合成、结构及磁性

在水热条件下,以N-氧化-2-吡啶膦酸(H₂L)为主配体,4,4’-联吡啶(bpy)为桥联配体,合成了3个铜有机膦酸配合物：{[Cu(L)(bpy)_0.5(H₂O)]·2H₂O}_n(1),{[Cu(HL)₂(bpy)]·4H₂O}_n(2)和{[Cu₂(L)₂(bpy)]·3H₂O}_n(3)。配合物1中,相邻的铜离子由2个膦酸根连成二聚体,二聚体之间通过bpy桥联成一维链。配合物2中,单核[Cu(HL)₂]被bpy连接成一维链。配合物3中,四聚体[Cu₂(L)₂]₂被bpy连接成“砖块状”结构的二维层。磁性研究表明,配合物1和3中铜离子之间存在反铁磁性耦合。     

由芳香羧酸和1,3,5-三咪唑基苯为配体构筑的锌、镉配合物的合成、结构和荧光性质

通过水热法得到了2个配位聚合物{[Zn(timb)(BTEC)_0.5]·H₂O}_n(1)和{[Cd(timb)(DPA)]·H₂O}_n(2)(timb=1,3,5-三咪唑基苯,H₄BTEC=均苯四甲酸,H₂DPA=2,2-联苯二甲酸),对它们进行了元素分析、红外光谱分析,并利用X射线衍射测定了它们的单晶结构。 配合物1属于三斜晶系,P1空间群。配合物2属于单斜晶系,C2/c空间群。配合物1拥有一个不寻常的三维框架结构,其拓扑为(4.6³·8⁶)₂(4²·8⁴)(6³)₂;而配合物2具有一维单层纳米管结构。结果说明了金属离子和有机羧酸配体在配合物组装过程中起着非常重要的作用。此外,在室温下对2个配合物进行了荧光性质分析。     

以硝基对苯二甲酸和4,4'-联吡啶为配体的四个金属Ag配合物的合成、结构多样性和电子光谱

由2-硝基-1, 4-对苯二甲酸和4, 4'-联吡啶作为起始原料合成了4个金属银的配位聚合物, {[Ag(4, 4'-bipy)]·2-Hnbdc·2H₂O ·CH₃OH}_n (1), {[Ag(4, 4'-bipy)(2-Hnbdc)]}_n (2), {[Ag₂(4, 4'-bipy)₂(2-nbdc)]·2H₂O}_n (3), 和{[Ag₂(4, 4'-bipy)₂(2-nbdc)(H₂O)]·2H₂O}_n (4)。通过IR、元素分析、TG、UV和荧光光谱以及粉末衍射等手段, 对配合物进行了表征和性质研究。单晶衍射分析显示, 配合物1为1D阴-阳离子型聚合物, 配合物2为1D双链结构, 且结构中不存在溶剂分子。配合物3和4均为1D链状结构。结构的多样性主要是由配体构象、硝基对苯二甲酸的配位模式以及弱作用(如π-π堆积、Ag…Ag作用以及氢键等)导致的。结构的不同也使得它们的稳定性、紫外吸收以及荧光光谱存在着差异。     

基于V型配体的三个荧光Zn-MOF对水溶液中2，4，6-三硝基苯酚和Fe3+的荧光传感

在溶剂热条件下,合成了3个基于V型配体的Zn(Ⅱ)金属有机骨架：{[Zn₂(BIDPS)₂(OBA)₂]·DMA}_n(1)、{[Zn (BIDPT)(PA)]·DMF}_n(2)和{[Zn (BIDPS)(PA)(H₂O)₂]·2H₂O}_n(3)(BIDPS=4,4''-二(1-咪唑基)苯砜,H₂OBA=4,4''-二苯醚二甲酸,H₂PA=帕莫酸,BIDPT=4,4''-二(1-咪唑基)苯硫醚)。利用X射线单晶衍射、红外光谱、元素分析、热重分析、X射线粉末衍射对其结构进行了表征。配合物1具有二重穿插的三维cds拓扑网络结构。配合物2为二维(4,4)层状结构,层与层之间通过互锁形成2D→3D的三维金属有机骨架。配合物3具有一维链状结构,一维链通过分子内和分子间氢键连接,形成三维超分子结构。荧光研究表明,配合物1~3可以在pH=4~10的水溶液中稳定存在,且在水中具有较强的发光性能,可作为检测2,4,6-三硝基苯酚和Fe³⁺的发光传感器,具有较高的灵敏度和选择性。     

由芳香羧酸和4,4'-二(1-咪唑基)苯砜为配体构筑的两个配合物的合成、晶体结构及荧光性质

通过水热法得到了2个配位聚合物{[Cd(L)(oba)]·3.5H₂O}_n(1)和{[Cd(L)₂](p-bdc)}_n(2)(L=4,4’-二(1-咪唑基)苯砜,H₂oba=4,4’-联苯醚二甲酸,p-H₂bdc=对苯二甲酸),对它们进行了元素分析、红外光谱分析,并利用X射线衍射测定了它们的单晶结构。晶体结构分析表明,配合物1具有四连接二重穿插的三维网络结构,其拓扑为{6⁵·8}。配合物2具有四连接的二维结构,其拓扑为{4⁴·6²}。此外,在室温下对2个配合物进行了荧光分析。     

以T型三羧酸配体构筑的具有2D→3D穿插结构的金属有机框架的合成、结构及性质

采用溶剂热合成法,利用T型三羧酸配体3,4',5-联苯三羧酸(H₃BPT=biphenyl-3,4',5-tricarboxylic acid)制备并表征了2个2D→3D穿插结构的金属有机框架结构,{[Ni₃(BPT)₂(bpe)₂(H₂O)₆]·2DMF·7H₂O}n (1)和{[Ni₃(BPT)₂(bpea)₂(H₂O)₆]·2DMF·5H₂O}n (2)(bpe=1,2-bis(4-pyridyl)ethylene,bpea=1,2-bis(4-pyridyl)ethane,DMF=N,N-dimethylformamide).在这2个化合物中,BPT配体和含氮配体bpe或bpea共同连接相邻的Ni(Ⅱ)中心,形成(3,4)-连接的(6³)(6⁵.8)二维双层结构.相邻双层结构间相互穿插,形成具有聚轮烷结构的2D→3D互锁结构.气体吸附性质表明,化合物1对CO₂和N₂具有一定的吸附能力.     

以T型三羧酸配体构筑的具有2D→3D穿插结构的金属有机框架的合成、结构及性质

采用溶剂热合成法,利用T型三羧酸配体3,4',5-联苯三羧酸(H₃BPT=biphenyl-3,4',5-tricarboxylicacid)制备并表征了2个2D→3D穿插结构的金属有机框架结构,{[Ni₃(BPT)₂(bpe)₂(H₂O)₆]·2DMF·7H₂O}_n(1)和{[Ni₃(BPT)₂(bpea)₂(H₂O)₆]·2DMF·5H₂O}_n(2)(bpe=1,2-bis(4-pyridyl)ethylene,bpea=1,2-bis(4-pyridyl)ethane,DMF=N,N-dimethylformamide)。在这2个化合物中,BPT配体和含氮配体bpe或bpea共同连接相邻的Ni(Ⅱ)中心,形成(3,4)-连接的(63)(65.8)二维双层结构。相邻双层结构间相互穿插,形成具有聚轮烷结构的2D→3D互锁结构。气体吸附性质表明,化合物1对CO₂和N₂具有一定的吸附能力。     

以1,2,4,5-苯四甲酸或1,2,3,4-丁烷四羧酸为配体的金属有机框架的合成、表征及性质

以1,2,4,5-苯四甲酸(H₄BETA)与1,2,3,4-丁烷四羧酸(H₄BTCA)为有机配体,采用溶剂热法,成功合成了3个金属有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs):{[Co₅(BETA)₂(OH)₂(H₂O)₂]·10H₂O}_n(1)、{[Zn₅(BETA)₂(OH)₂(H₂O)₂]·10H₂O}_n(2)和{[Mn₂(BTCA)(H₂O)₃]·H₂O}_n(3),并利用X射线单晶衍射、红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)和热重分析(TG)等测试手段对其进行了表征。单晶结构研究表明3个MOFs均属于单斜晶系,P2₁/n空间群;框架1和2都是由1,2,4,5-苯四甲酸与五核的金属簇连接形成三维框架结构,沿a轴方向具有一维孔道结构,孔径大小为0.990 nm×1.307 nm;框架3是由1,2,3,4-丁烷四羧酸与Mn²⁺连接形成4,8-c网络的三维框架结构。     

由芳香羧酸和1,3,5-三咪唑基苯为配体构筑的锌、镉配合物的合成、结构和荧光性质

通过水热法得到了2个配位聚合物{[Zn(timb)(BTEC)_0.5]·H₂O}_n(1)和{[Cd(timb)(DPA)]·H₂O}_n(2)(timb=1,3,5-三咪唑基苯,H₄BTEC=均苯四甲酸,H₂DPA=2,2-联苯二甲酸),对它们进行了元素分析、红外光谱分析,并利用X射线衍射测定了它们的单晶结构。 配合物1属于三斜晶系,P1空间群。配合物2属于单斜晶系,C2/c空间群。配合物1拥有一个不寻常的三维框架结构,其拓扑为(4.6³·8⁶)₂(4²·8⁴)(6³)₂;而配合物2具有一维单层纳米管结构。结果说明了金属离子和有机羧酸配体在配合物组装过程中起着非常重要的作用。此外,在室温下对2个配合物进行了荧光性质分析。     

基于V型配体的三个荧光Zn-MOF对水溶液中2，4，6-三硝基苯酚和Fe3+的荧光传感

在溶剂热条件下,合成了3个基于V型配体的Zn(Ⅱ)金属有机骨架：{[Zn₂(BIDPS)₂(OBA)₂]·DMA}_n(1)、{[Zn(BIDPT)(PA)]·DMF}_n(2)和{[Zn(BIDPS)(PA)(H₂O)₂]·2H₂O}_n(3)(BIDPS=4,4''-二(1-咪唑基)苯砜,H₂OBA=4,4''-二苯醚二甲酸,H₂PA=帕莫酸,BIDPT=4,4''-二(1-咪唑基)苯硫醚)。利用X射线单晶衍射、红外光谱、元素分析、热重分析、X射线粉末衍射对其结构进行了表征。配合物1具有二重穿插的三维cds拓扑网络结构。配合物2为二维(4,4)层状结构,层与层之间通过互锁形成2D→3D的三维金属有机骨架。配合物3具有一维链状结构,一维链通过分子内和分子间氢键连接,形成三维超分子结构。荧光研究表明,配合物1~3可以在pH=4~10的水溶液中稳定存在,且在水中具有较强的发光性能,可作为检测2,4,6-三硝基苯酚和Fe³⁺的发光传感器,具有较高的灵敏度和选择性。     

由芳香羧酸和4,4'-二(1-咪唑基)苯砜为配体构筑的两个配合物的合成、晶体结构及荧光性质

通过水热法得到了2个配位聚合物{[Cd（L）（oba）]·3.5H₂O}_n （1）和{[Cd（L）₂]（p-bdc）}_n （2）（L=4,4＇-二（1-咪唑基）苯砜,H₂oba=4,4＇-联苯醚二甲酸,p-H₂bdc=对苯二甲酸）,对它们进行了元素分析、红外光谱分析,并利用X射线衍射测定了它们的单晶结构。晶体结构分析表明,配合物1具有四连接二重穿插的三维网络结构,其拓扑为{6⁵·8}。配合物2具有四连接的二维结构,其拓扑为{4⁴·6²}。此外,在室温下对2个配合物进行了荧光分析。     

基于双(4-(1H-咪唑-1-基)苯基)甲酮的三个锌配位聚合物的结构多样性和发光性质

通过溶剂热法合成了3个锌的配位聚合物{[Zn₂(bipmo)₂(ipa)₂]·3H₂O}_n(1)、{[Zn (bipmo)(5-OH-ipa)]·DMA·H₂O}_n(2)和{[Zn (bipmo)(5-Me-ipa)]·H₂O}_n(3),其中bipmo=双(4-(1H-咪唑-1-基)苯基)甲酮,H₂ipa=间苯二甲酸,5-OH-ipaH₂=5-羟基间苯二甲酸,5-Me-ipaH₂=5-甲基间苯二甲酸。用元素分析、红外光谱和单晶X射线衍射等技术对结构进行了表征。单晶X射线衍射分析表明,配合物1具有二重互穿的{4⁴·6²}二维网络结构,配合物2则是{6⁵·8}拓扑的二维结构,配合物3却表现为二维的{6³}拓扑网络。间苯二甲酸上5-位取代基的不同对最终的结构形成有重要的影响。此外,对化合物1~3的发光性质也进行了详细研究。     

四例基于1,4-双(3-/4-吡啶基)-2,3-二氮杂-1,3-丁二烯的配位聚合物的组装和性质:金属离子对结构的影响

通过水热合成法,合成了4例由混合配体构筑的的过渡金属配位聚合物:{[Zn(4-bpdb)(pnba)₂]·4H₂O}_n(1),[Cd(4-bpdb)(pnba)₂]_n(2),{[Cd₂(3-bpdb)₂(OAc)₄]·5H₂O}_n(3),和{[Co(3-bpdb)(pnba)₂(H₂O)₂]·2H₂O}_n(4)(4-bpdb=1,4-双(4-吡啶基)-2,3-二氮杂-1,3-丁二烯,3-bpdb=1,4-双(3-吡啶基)-2,3-二氮杂-1,3-丁二烯,Hpnba=对硝基苯甲酸,HOAc=乙酸),并且分别用X-射线单晶衍射、元素分析、红外光谱、热差分析、X-射线粉末衍射表征了这4个配合物。晶体结构分析表明,配合物1显示出一维锯齿形链状结构,金属锌(Ⅱ)离子具有稍微变形的四面体配位几何构型。而配合物2和3却展现出一维梯状双链结构,镉(Ⅱ)离子展现出五角双锥几何构型。而配合物4却拥有一维直线型链状结构,其中钴(Ⅱ)离子拥有八面体几何形状。上述结果说明,金属离子的几何构型可能对配合物的结构具有重要的影响。此外,还研究了配合物1~3的荧光性质。