二次配体结构和[CuCl4]2－构型对层间隧道结构的影响研究

设计合成的质子配体, N,N,N’,N’-四(对甲基苄基)乙二胺(SL1)和N,N,N’,N’-四苄基乙二胺(SL2), 是连有大体积取代基团的含N双齿配体, 它可通过二次球形配位, 与第一络合物[CuCl4]2－形成层间隧道框架结构. 环戊醇分子和乙醇分子分别被填入由SL1和SL2构筑的隧道中, 形成包结化合物. 晶体结构分析结果表明, 这样的配体易于与指导基团通过NH＋…Cl－氢键作用进行双齿配位并形成1D带和2D层结构; SL1 2D层间的苄基呈平行堆砌, 形成1D亲水性隧道框架, SL2 2D层间的苄基呈交错堆砌, 形成了1D疏水性隧道框架. 实验结果表明, 层间隧道框架结构的孔径及极性与第二配体的分子长度、指导基团的构型以及客体分子的形状大小有关.     

利用二次球形配位构筑疏水型隧道框架结构

质子化N,N,N',N'-四苄基乙二胺(L)可与[MCl4]2-(M=Mn, Co, Cu)形成二次球形配合物. 通过N—H…Cl相互作用构筑了1D带状和2D层状框架结构, 层中配体L的苄基通过C—H…Cl相互作用分别采取水平和垂直取向, 使1D带状和2D层状呈现凸凹交替排列. 通过层间凸凹部位的C—H…H—C相互作用, 形成了层间空穴, 进而构筑成了3D疏水型隧道框架结构, 乙醇分子能够填充于隧道之中. 在L·2H+·[CuBr4]2-晶体中, 由于[CuBr4]2-没有与配体L的苄基形成C—H…Br氢键, 使配体L的苄基采取了同向取向. 因而, 形成的2D层状框架结构是平展的, 未形成3D疏水型隧道框架结构, 也未发现与乙醇分子的包结现象.     

新型层状磷酸铝[Al6P8O32][(C2H5)2NHCH2CH2NH3]2·[C2H5NH2CH2CH2NH2C2H5] 的合成、表征及其共模板作用

在溶剂热体系中,以N,N-二乙基乙二胺为结构导向剂,合成了Al/P为3/4的层状磷酸铝[Al6P8O32][(C2H5)2NHCH2CH2NH3]2·[C2H5NH2CH2CH2NH2C2H5]单晶,并通过X射线单晶衍射结构分析.XRD,ICP,元素分析,差热-热重分析等手段进行了表征.该化合物属单斜晶系,P2(1)/c空间群,晶胞参数:a=0.90945(2)nm,b=1.46424(4)nm,c=1.87572(5)nm,β=102.672(2)°,Z=4.其阴离子层由AlO4四面体和PO3(=O)四面体单元交替连接构成,形成四、六、八元环拓扑结构,无机层以ABAB方式堆积,两种质子化的有机胺分子N,N-二乙基乙二胺及其重排产物N,N′-二乙基乙二胺填充在层间.用分子动力学模拟方法,考察了标题化合物中有机胺与无机层间的相互作用,讨论了这两种有机胺的共模板作用.     

二维配合物{[Gd(HEDTA)]·3H2O}n的合成，晶体结构和磁性质

采用水热法通过Gd2O3与乙二胺四乙酸为配体的反应合成出1个新的具有二维层状结构的钆金属配位聚合物{[Gd(HEDTA)].3H2O}n(1)。X-射线单晶衍射分析表明,晶体属于正交晶系,Pbca空间群,钆金属离子为八配位的方形反棱镜构型,通过乙二胺四乙酸配体处于相反位置上两个羧基的连接,形成了尺寸为0.6666 nm×0.6692 nm的四核钆金属方形构筑单元。这些构筑单元进一步被乙二胺四乙酸配体连接成(4,4)拓扑网络结构。游离水分子和羧酸氧原子间通过氢键作用进一步将二维结构构筑成ABAB顺序的三维超分子网络结构。磁性质测试表明该化合物为反铁磁。     

草酸根桥联一维多聚铜配合物的合成及晶体结构

合成了草酸根（ox）桥联[Cu（tmen）]^2＋单元（tmen为N,N,N’,N’-四甲基乙二胺）的一维多聚铜配合物．X-ray单晶衍射表明,该配合物由Cu（Ⅱ）和四个ox氧原子、tmen的两个氮原子配位形成畸变的八面体构型．Cu…Cu间距为0．56095（34）nm和0．56594（40）nm．水分子和草酸根间氢键可以使该配合物形成三维超分子结构．     

簇合物[Et4N]2[Mo2S4(SCH2CH2S)2]的合成及其结构研究

以(NH4)2MoS4,Et4NBr,HSCH2CH2SH为原料,合成出[Et4N]2[Mo2S4(SCH23CH2S)2]簇合物,用X射线衍射法测定了晶胞结构.其晶胞参数为a=1.0304(8)nm,b=1.4158(8)nm,c=1.1417(1)nm,V=1.63801nm3,Z=4,晶体属单斜晶系,晶体结构经块状矩阵最小二乘法修正后,最终偏离因子R=0.089.此外还进行了红外光谱,紫外可见光谱的测定.     

固相配位化学反应研究(L)——[(n-Bu)_4N]_2[MoOS_3(CuNCS)_3]的固相合成及其晶体结构

(NH4)2MoOS3、CuSCN、KSCN和(n-Bu)4NBr发生固相反应,产物经DMF/CH2Cl2处理,得暗红色标题化合物晶体[(n-Bu)4N]2[MoOS3(CuNCS)3].晶体属单斜晶系,空间群P21/n,a=1.6672(9)nm,b=1.6278(6)nm,c=1.9608(8)nm,β=110.05(4)°,Z=4.标题化合物是具有网兜骨架的Mo-Cu-S杂核簇合物.Mo-Cu的平均键长为0.2647 nm.     

新型杂多蓝化合物[NH3(CH2)2NH3]5[Cd(H2O)][CdMoV12O30(HPO4)6(H2PO4)2]·5H2O的合成与晶体结构

利用水热法首次合成了具有两种配位环境Cd原子的新型杂多蓝化合物[NH3(CH2)2NH3]5[Cd(H2O)][CdMoV12O30(HPO4)6(H2PO4)2]·5H2O.通过元素分析、ICP、TG和X射线单晶衍射确定了其组成,使用IR和EPR进行了结构表征.通过N2吸附脱附测定了比表面积和孔径,为催化研究提供了基础数据.结果表明:该晶体为三斜晶系,P-1空间群;晶胞参数a=1.200 2(2)nm,b=1.465 1(3)nm,c=2.119 2(4)nm,V=3.5642(12)nm3,β=83.01(3)°,Z=2,F(000)=293 2,R1=0.0300,wR3=0.071 6.     

二维层状磷酸亚磷酸钒(Ⅳ)化合物[V_2O_2(OH)(HPO_3)(HPO_3)_(0·7)(PO_3OH)_(0·3)]·(C_6N_2H_(16))_(0·5)的水热合成与结构表征

迄今,在中温水热条件下已合成了大量具有空旷骨架结构的过渡金属磷酸盐微孔材料[1],这类材料在非线性光学材料、磁性材料、超导材料及催化等诸多方面具有潜在的应用前景[2~5].自从第一个以有机胺为模板的磷钒氧化合物[(CH3)2NH2]K4[V10O10(H2O)2(OH)4(PO4)7]·4H2O[6]的合成以来,又有几十种结构的磷钒氧化合物被报道.但以亚磷酸为结构基元构筑的磷钒氧化合物的报道较少.1995年,Zubieta等[7]报道了以哌嗪为模板剂的两个亚磷酸钒化合物[HN(Me)(CH2CH2)2N·(Me)H][(VO)4(OH)2(HPO3)4]和[H2N(CH2CH2)2NH2][(VO)3(HPO3)4(H2O…     

新型杂多蓝化合物[NH_3(CH_2)_2NH_3]_5[Cd(H_2O)][CdMo_(12)~ⅤO_(30)(HPO_4)_6(H_2PO_4)_2]·5H_2O的合成与晶体结构

利用水热法首次合成了具有两种配位环境Cd原子的新型杂多蓝化合物[NH3(CH2)2NH3]5[Cd(H2O)][CdMo12ⅤO30(HPO4)6(H2PO4)2].5H2O.通过元素分析I、CP、TG和X射线单晶衍射确定了其组成,使用IR和EPR进行了结构表征.通过N2吸附脱附测定了比表面积和孔径,为催化研究提供了基础数据.结果表明:该晶体为三斜晶系,P-1空间群;晶胞参数a=1.200 2(2)nm,b=1.465 1(3)nm,c=2.119 2(4)nm,V=3.564 2(12)nm3,β=83.01(3)°,Z=2,F(000)=293 2,R1=0.030 0,wR2=0.071 6.     

新颖的[CuI(dpq)2]+配合物阳离子修饰的砷钒酸盐[Cu(dpq)2]4[As8V14O42(H2O)]·2H2O的水热合成与结构表征

采用水热方法制备了一个新颖的[CuI(dpq)2]+配合物阳离子修饰的砷钒酸盐[Cu(dpq)2]4[As8V14O42(H2O)]·2H2O, X射线单晶衍射结果表明, 该化合物的结构是由4个[CuI(dpq)2]+阳离子和1个[As8V14O42(H2O)]4-簇阴离子以及2个结晶水组成的, 簇阴离子内部包含一个孤立的水分子.     

[Ca(NH2)2]n (n＝1～5)团簇的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对[Ca(NH2)2]n (n＝1～5)团簇各种可能的构型进行几何结构优化, 预测了各团簇的最稳定结构. 并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷特性等进行了理论研究. 结果表明: 团簇易形成环状结构, 以金属Ca原子团簇作为骨架, NH2基结合在金属团簇骨架上, 并主要是Ca—N成键和Ca—Ca成键. 团簇中Ca—N键长为0.225～0.257 nm, Ca—Ca键长为0.312～0.354 nm, N—H键长为0.102～0.103 nm, H—N—H键角为102.9°～104.2°; 团簇中Ca原子的自然电荷在1.657e～1.720e之间, N原子的自然电荷在－1.543e～－1.592e之间, H原子的自然电荷在0.349e～0.367e之间, Ca原子和NH2基之间相互作用呈现较强的离子性;对比团簇和晶体的结构及IR谱表明, NH2基在团簇和晶体中的结构基本一致.     

CH3SH与HOCl分子间氢键和卤键的结构与性质

在DFT-B3LYP及MP2/6-311＋＋G**水平上分别求得CH3SH…HOCl氢键复合物和CH3SH…ClOH卤键复合物势能面上的稳定构型. 频率分析表明, 与单体HOCl相比, 在两种复合物中, Cl(9)—O(7)和H(8)—O(7)键伸缩振动频率发生显著的红移. 经MP2/6-311＋＋G**水平计算的含基组重叠误差(BSSE)校正的气相中相互作用能分别为－19.23和－6.85 kJ•mol－1. 自然键轨道理论(NBO)分析表明, 在CH3SH…ClOH卤键复合物中, 引起Cl(9)—O(7)键变长的因素包括2种电荷转移: (i)孤对电子LP[S(1)]1→σ*[Cl(9)—O(7)]; (ii)孤对电子LP[S(1)]2→σ*[Cl(9)—O(7)], 其中孤对电子LP[S(1)]2→σ*[Cl(9)—O(7)]转移占主要作用, 总的结果是使σ*[Cl(10)—O(11)]的自然布居数增加, 同时O(7)和Cl(9)原子s成分均增加的杂化重优具有与电荷转移作用相同的“拉长效应”; 在CH3SH…HOCl氢键复合物中也存在类似的电荷转移, 但是O(7)原子的再杂化效应不同于前者. 自然键共振理论(NRT)进行键序分析表明, 在氢键复合物和卤键复合物中, H(8)—O(7)和Cl(9)—O(7)键的键序都减小. 通过分子中原子理论(AIM)分析了复合物中氢键和卤键的电子密度拓扑性质.     

Interplay of noncovalent interactions in antiseptic quaternary ammonium surfactant Miramistin

The molecular and crystal structure of the widely used antiseptic benzyldimethyl{3‐[(1‐oxotetradecyl)amino]propyl}ammonium chloride monohydrate (Miramistin, MR ), C₂₆H₄₇N₂O⁺·Cl^?·H₂O, was determined by a single‐crystal X‐ray diffraction study and analyzed in the framework of the QTAIM (quantum theory of atoms in molecules) approach using both periodic and molecular DFT (density functional theory) calculations. The various noncovalent intermolecular interactions of different strengths were found to be realized in the hydrophilic parts of the crystal packing (i.e. O—H…Cl, N—H…Cl, C—H…Cl, C—H…O and C—H…π). The hydrophobic parts are built up exclusively by van der Waals H…H contacts. Quantification of the interaction energies using calculated electron‐density distribution revealed that the total energy of the contacts within the hydrophilic and hydrophobic regions are comparable in value. The organic MR cation adopts the bent conformation with the head group tilted back to the long‐chain alkyl tail in both the crystalline and the isolated state due to stabilization of this geometry by several intramolecular C—H…π, C—H…N and H…H interactions. This conformation preference is hypothesized to play an important role in the interaction of MR with biomembranes.     

三接触弯曲构型的蓝移氢键CH3…Y的理论研究

运用量子化学从头算方法, 在MP2/6-311＋＋G(d,p), MP2/6-311＋＋G(2df,2p), MP2/6-311＋＋G(3df,3pd)和QCISD/6-311＋＋G(d,p)水平上, 研究了CH₃F, CH₃Cl和CH₃Br作为质子给体与Cl^－, Br^－作为质子接受体形成的氢键CH₃…Y. 计算结果表明: 6种复合物中C—H键收缩, 伸缩振动频率增大, 形成蓝移氢键. 分子中原子(Atoms in Molecules, AIM)分析表明, 这些复合物的电子密度拓扑性质与普通氢键有着本质的不同, 在Y…H之间不存在键临界点, 而在Y与C之间存在键临界点, 因此这些相互作用严格地不能称为氢键. 自然键轨道(Natural bond orbital, NBO)分析表明, 在这些复合物中弯曲的CH…Y的特殊结构使得分子间超共轭n(Y)®σ*(C—H)减小到可以忽略; 质子接受体的电子密度没有转移到σ*(C—H)上, 而是转移到了σ*(C—X) (X＝F, Cl, Br)上; 存在一定程度的重杂化; 分子内超共轭相互作用减小使得σ*(C—H)的电子密度减少. 这些因素共同导致C—H伸缩振动频率的蓝移.     

类晶加合物(M=Co,Cu, Ni)的晶体结构及分子间相互作用的理论研究

合成了3种化合物 [2-ClPyH]2CoCl4(1), [2-ClPyH]2NiCl4(2)和[2-ClPyH]2CuCl4(3), 单晶X射线衍射法晶体结构测定结果表明, 这3种化合物是同形加合物, 在它们的结构中, [2-ClPyH]+离子呈平面状, 而[MCl4]2-离子为变形的四面体. 晶体结构分析发现晶体中存在N—H…Cl和C—H…Cl氢键, 以及Cl…Cl分子间相互作用和π-π堆积作用. 对自由状态下独立的配位离子进行的几何构型优化, 以及三维周期性条件下几何结构优化的量子化学计算结果表明, 标题化合物中具有方向性和选择性的氢键决定延伸性结构的方向, 而相对较弱的卤素…卤素作用在最终晶体结构的确定中扮演很重要的角色.     

具有纳米孔结构的配位聚合物[Co2(HO-BDC)2(bpe)2(H2O)2]n·n(py)·nH2O的合成、晶体结构与热稳定性

在水-吡啶混合体系中, 以5-羟基-1,3-苯二甲酸(简作HO-H2BDC )、1,2-二(4-吡啶)乙烷(简作bpe)为配体与Co(NO3)2·6H2O反应, 培养出[Co2(HO-BDC)2(bpe)2(H2O)2]n·n(py)·nH2O(py=pyridine)的紫色单晶, 该晶体属三斜晶系, P1空间群, 晶胞参数a=1.0245(3) nm, b=1.1467(3) nm, c=1.2430(4) nm, α=68.915(5)°, β=67.163(4)°, γ=71.373(4)°, V=1.2279(6) nm3, Z=1, Mr=979.70, Dc=1.325 Mg/m3, F(000)=506, μ=0.740 mm-1, R1=0.0515, wR2=0.1058. 该配位聚合物中在ac平面上具有规则平行四边形纳米尺寸的孔, 其孔径大小约为1.025 nm×1.354 nm, 而且通过氢键相互作用连成具有双层结构的2D网络结构. TGA曲线表明, 配位聚合物的失重发生在110~150 ℃之间, 总失重约为80.1%, 最终产物为Co2O3.     

四氯合铜(Ⅱ)-苄基吡啶季铵盐的合成和晶体结构

合成了1种含四氯合铜配阴离子的季铵盐[Bz6HPy][BzPy][CuCl4]([Bz6HPy]+和[BzPy]+分别为苄基六氢吡啶和苄基吡啶的鎓离子).利用元素分析仪、红外光谱仪、电子喷雾质谱仪和X射线衍射仪表征了合成产物的组成和结构.结果表明,合成的季铵盐为正交晶系,空间群Pbca,晶胞参数为a=1.581 8(2)nm,b=1.762 5(2)nm,c=1.841 7(3)nm,V=5.134 5(5)nm3,Z=8,Dc=1.428g/cm3,GOOF=1.042,R1=0.051 2,wR2=0.143 7.该季铵盐分子由1个四面体形的[CuCl42]-阴离子,1个[Bz6HPy]+阳离子和1个[BzPy]+阳离子组成;相邻两个[BzPy]+阳离子之间通过吡啶环之间的π…π堆积作用形成二聚体,而阴、阳离子之间经由C-H…Cl和N-H…Cl氢键作用形成网状结构.     

Three new quinuclidine‐based structures: second harmonic generation response for 1,2‐bis(1‐azoniabicyclo[2.2.2]octan‐3‐ylidene)hydrazine dichloride

The crystal structures of three quinuclidine‐based compounds, namely (1‐azabicyclo[2.2.2]octan‐3‐ylidene)hydrazine monohydrate, C₇H₁₃N₃·H₂O ( 1 ), 1,2‐bis(1‐azabicyclo[2.2.2]octan‐3‐ylidene)hydrazine, C₁₄H₂₂N₄ ( 2 ), and 1,2‐bis(1‐azoniabicyclo[2.2.2]octan‐3‐ylidene)hydrazine dichloride, C₁₄H₂₄N₄²⁺·2Cl^? ( 3 ), are reported. In the crystal structure of 1 , the quinuclidine‐substituted hydrazine and water molecules are linked through N—H…O and O—H…N hydrogen bonds, forming a two‐dimensional array. The compound crystallizes in the centrosymmetric space group P2₁/c. Compound 2 was refined in the space group Pccn and exhibits no hydrogen bonding. However, its hydrochloride form 3 crystallizes in the noncentrosymmetric space group Pc. It shows a three‐dimensional network structure via intermolecular hydrogen bonding (N—H…C and N/C—H…Cl). Compound 3 , with its acentric structure, shows strong second harmonic activity.