基于含咪唑基三角架配体和苯四酸的三个配位聚合物的合成、晶体结构和性质

利用刚性含咪唑基三脚架配体1,3,5-三咪唑基苯(tib)和不同的苯二酸与金属盐反应, 得到一系列具有有趣拓扑结构的配位聚合物, 二酸配体、抗衡阴离子等对结构有很大影响. 将1,2,4,5-苯四酸(H₄btec)引入到反应体系, 研究了与不同金属氯化物的反应, 考察了中心金属配位构型等对配合物结构的影响. 分别将NiCl₂·6H₂O、CoCl₂·6H₂O、ZnCl₂与tib、H₄btec、NaOH混合后在水热条件下反应, 得到了三个新的配位聚合物Ni₂(tib)₂(btec)]·2H₂O (1), Co₂(tib)₂(btec)]·2H₂O (2), Zn₄(tib)₂(btec)Cl₄]·2H₂O (3). 通过元素分析、红外光谱和单晶结构解析等手段对配合物进行了表征. 化合物1和2具有相同的结构. 在1中, 中心金属Ni(II)采用变形八面体配位构型. 每个btec^4-配体连接四个Ni(II)形成无限延伸的一维链状结构, 而每个tib连接三个Ni(II)形成具有典型63-hcb拓扑结构的二维层状结构. 二维层在空间上通过btec^4-连接形成最终的层柱状三维结构. 我们对化合物1进行了拓扑分析. 每个Ni(II)链接三个tib和两个btec^4-, Ni(II)可以看成是一个五节点. 每个tib和btec^4-可以分别被简化成三节点和四节点. 化合物1是一个具有 (3,4,5)-三节点的三维网络结构, 它的Schläfli符号为(4·6³·8⁶)₂(4²·8⁴)(6³)₂. 进一步分析结果显示, 化合物1中有由两个btec^4-、两个Ni(II)和两个tib形成的大环与二维63-hcb层中的大环互相贯穿, 没有交点, 是少有报道的具有自贯穿结构特征的配位聚合物. 化合物3与1, 2的最大区别在于抗衡阴离子Cl^-参与到了3的结构中. 结构单元中两个不同的Zn(II)原子(Zn1和Zn2)均采用变形四面体配位构型. 每个btec^4-连接六个Zn(II)原子形成一维链状结构. Zn-btec一维链 在空间上沿着两个互相垂直的方向无限延伸. 另外, 每个tib连接三个Zn(II)原子并通过Zn₂(COO)₂]双核单元连接形成一维链. 这些链互相连接形成最终的三维结构. 如果将双核单元、Zn2、tib、btec^4-分别看做4-、3-、4-、3-节点, 拓扑分析结果表明化合物3是一个具有(3,4)-节点的三维网络, 它的Schl?fli符号为(4·8²)₂(8⁴·10·12). 热重分析结果表明化合物1~3都有较高的热稳定性. 另外, 化合物3是含d10金属化合物, 荧光测试结果显示3在408 nm处有荧光发射, 可归结于配体内部π-π^*电子跃迁, 因为单独的tib在405 nm处有荧光发射. 在1和2中, Ni(II)和Co(II)都采用六配位八面体配位构型, 而在3中Zn(II)采用了四配位四面体配位构型. 另外btec^4-不同的配位模式导致在1~3中不同M-btec(中心金属)链的形成. tib与中心金属离子在1和2中形成二维层, 而在3中形成一维链. 通过化合物1~3的结构比较, 可以看到中心金属配位构型和羧基配体配位模式对配合物结构有很大的影响.