吡啶醇和2-甲基-8-羟基喹啉金属配合物的合成、结构及性质研究

作     者：吕红美 

作者单位：聊城大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李大成;窦建民

授予年度：2014年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

主      题：吡啶醇 2-甲基-8-羟基喹啉 金属配合物 磁性 

摘      要：1993年Sessoli发现了[Mn12O12(O2CMe)16(H2O)4]·2CH3COOH·4H2O低温下的超顺磁性质,由于这一特性可以将其作为磁体使用(人们将其具有这一特性的分子基磁体命名为单分子磁体). Christou G.小组首次把2-吡啶甲醇(Hhmp)、2-吡啶乙醇(Hhep)用于了该领域的研究中,证明了该配体可以用于单分子磁体的合成.我们小组利用该配体合成了具有单分子磁体性质的第一个直线型锰配合物[Mn4(hmp)6(N(CN)2)4(H2O)2].基于此,我们选择了2-吡啶甲醇、2-吡啶乙醇和2-甲基-8-羟基喹啉(HL)与不同的过渡金属盐反应得到了15个配合物,并对其进行了X-射线单晶结构分析、元素分析和红外光谱表征及磁学性质研究.主要工作如下: 1.通过2-吡啶甲醇与不同的过渡金属盐反应,得到了九个配合物[Cu4(hmp)4(CH3COO)2[N(CN)2]2·CH3CN]n(1),{Cu(hmp)[N(CN)2]}(2),[Cu4(hmp)4(CH3COO)4·4H2O](3),{Cu(hmp)4[N(CN)2]2}(4),[Co3(hmp)4(CH3COO)2(N3)2](5),{Co4(hmp)6[N(CN)2]4}(6),[Mn4(hmp)6(SCN)4](7),[Ni4(hmp)4Cl4(CH3CH2OH)(H2O)3·H2O](8),[DyCo(hmp)3(NO3)3]2(9),对其进行了结构表征,结果表明:1是通过双腈胺根连接[Cu4O4]立方烷结构的一维链状配合物;2是通过双腈胺根连接[Cu2O2]菱形结构的二维网状配合物;3是双立方烷的(缺顶点的)四核铜配合物,四个游离的水分子之间通过O-H···O氢键形成了四核水簇,水簇又通过O-H···O氢键连接[Cu4O6]中心形成了二维超分子结构;4是铜的单核配合物,分子内双腈胺根与铜离子螯合形成了稳定的六元环;5是以Co-O-Co-O-Co形式连接的直线三核配合物;配合物6与配合物3相似,是双立方烷(缺顶点的)的四核钴配合物,分子间通过弱C-H···N相互作用形成了二维超分子结构;7是双立方烷的(缺顶点的)四核锰配合物,分子之间通过弱的C-H···S相互作用形成二维超分子结构;配合物8是镍的立方烷结构,分子之间通过O-H···Cl氢键形成二维超分子结构;配合物9是混合金属的四核双晶结构,双晶之间通过C-H···O作用形成了二维超分子结构.磁性研究表明:配合物1、3、9中金属离子之间是反铁磁性耦合作用,配合物7中金属离子之间是铁磁性耦合作用;配合物1、3与DNA、BSA(牛血清白蛋白)作用结果表明:两个配合物都是以插入作用与DNA结合,与BSA以静态猝灭形式存在;配合物1抑制人肺癌细胞为弱效,抑制人结肠癌细胞为无效;配合物3抑制这两种癌细胞均为弱效. 2.通过2-吡啶乙醇与铜盐、镉盐反应,得到了两个配合物:[Cu2(hep)2(CH3COO)2·4H2O](10),[Cd (hep)(N3)2]n(11),10是双核铜的配合物,分子之间通过O-H···O作用形成了二维超分子结构;11是通过叠氮酸根桥连形成的镉的一维链状配合物,每个镉都处在了六配位的环境中,链与链之间通过C-H···N作用形成了二维网状结构. 3.通过2-甲基-8-羟基喹啉与镍盐、钴盐反应,得到了四个配合物[Ni2(L)3(HL)(N3)·H2O](12),{Ni4(L)4[N(CN)]4·4H2O}(13),[Ni4Na2(L)8(CH3CN)2·4H2O](14),[Co(L)2·H2O](15),通过X-射线单晶衍射对其结构进行了表征,12是镍的双核配合物,每个镍中心都为六配位且配位环境相同,分子间通过C-H···N相互作用组装成了一维链状结构;13是立方烷的四核镍配合物,每个镍离子都是六配位,分子之间通过C-H···O作用形成了二维超分子结构;配合物14包含四个镍离子和两个钠离子,每个镍离子是六配位而每个钠离子是五配位,分子间通过弱的C-H···C作用形成了一维链状结构;15是钴的单核配合物,分子与分子之间通过O-H···O氢键作用形成了二维超分子结构.磁性研究表明:配合物12、15中金属离子之间是反铁磁性耦合作用,配合物13中金属离子之间是铁磁性耦合作用.