二吡啶脲类配体的合成及其阴离子识别性能

作     者：赵裕鑫 

作者单位：兰州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张永平

授予年度：2009年

学科分类：07[理学] 070303[理学-有机化学] 0703[理学-化学] 

主      题：吡啶脲类配体 阴离子识别 配位聚合物 分子间相互作用 晶体结构 

摘      要：阴离子的识别是超分子化学的一个重要组成部分。设计和合成生物学上、医学上和环境中重要阴离子的受体分子已成为当今超分子化学十分活跃的研究领域。吡啶脲类配体因其既能够与过渡金属配位,又能与阴离子形成氢键作用,近年来备受化学家的关注。为了利用金属配位的方向性、获得结构可控的功能化阴离子受体,本论文通过组合吡啶、脲基团设计合成了两种新型配体。利用其与含氧酸作用或与过渡金属配位,成功制备了三个含氧阴离子复合物以及一个过渡金属配位聚合物。测定了它们的晶体结构,详细讨论了它们的氢键类型、π-π堆积作用和超分子结构,重点讨论了在这些体系中阴离子的结合方式及选择性。 全文共分四章,第一章为文献综述以及选题目的和意义;第二章至第四章为本论文主要研究内容。主要研究成果如下: 一、合成了配体:N,N′-乙烷基-1,2-二(3-吡啶-3-脲)(L)和N,N′-戊烷基-1,5-二(3-吡啶-3-脲)(L)。通过单晶结构可知,每个结晶水分子通过四条氢键作用连接着三个配体分子形成了三维的层状氢键网络。 二、应用配体L建立了质子-配体-阴离子三元体系,得到了三个结构各异的阴离子复合物:[(LH)(ClO)](1),[(LH)(CFCOO)·2HO](2)和[(LH)(SO)](3)。它们中的阴离子所形成的氢键数目,即总体配位数各为:二(复合物1),三(复合物2),六(复合物3)。其中,在复合物3中质子化配体的NH基团和脲基团都与SO形成氢键作用,而在复合物1和2中,NH基团与阴离子没有氢键作用。另外,检测配体(LH)对含氧酸根离子的选择识别,发现(LH)在ClO/CFCOO/SO混合液中选择SO。 三、应用配体L制备了一个配位聚合物:[Zn(L)(HO)]SO·2HO(4)。配合物4具有三重互穿网络结构,每个SO阴离子被四个脲基团通过八条氢键作用包裹在椭球形的空穴中。研究了配合物4对硫酸根的识别性能。