Co/Ni-硫杂杯[4]芳烃核簇化合物的设计、合成及性质研究

作     者：慕仁龙 

作者单位：长春工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱晓飞

授予年度：2023年

学科分类：07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 0703[理学-化学] 

主      题：硫杂杯芳烃 核簇化合物 配位笼 气体吸附与分离 磁性 

摘      要：杯芳烃是一类有可调空腔结构的大环化合物,由多个苯酚单元通过亚甲基桥连而构成。杯芳烃因其结构易于修饰且同时具有多个配位点(酚羟基氧、桥连基团),因此常用来构筑结构新颖的配位笼及核簇化合物。本文以对叔丁基硫杂杯[4]芳烃(HTC4A)为主配体,通过改变反应条件与过渡金属Co/Ni及三种短桥连多官能团辅助配体(吡唑-3,5-二羧酸,pdca;羟基丁二酸,L;氨基丁二酸,L),构筑了4个Co/Ni-杯[4]芳烃核簇化合物。文中对这4个化合物进行了X射线单晶衍射、元素分析、热重分析、红外光谱、磁性测试、气体吸附等表征和测试。主要研究内容如下:1、以对叔丁基硫杂杯[4]芳烃为主体,以氮杂环类配体(吡唑-3,5-二羧酸,pdca)为桥连基团构筑了2个结构新颖的化合物,头盔式的开放配位笼化合物{Co}1,一维链状结构化合物2。通过对化合物1和2的结构比较发现,pdca丰富的配位位点和配位模式在两种化合物的成簇过程中起着重要作用。化合物1具有较大的BET 404.4mg,我们对其进行了N,CO,CH,CH,CH气体吸附实验。实验表明,和CH相比,化合物1对CH和CH具有更高的吸附量,化合物1可以分离CO/CH,CH/CH和CH/CH。[Co(TC4A)Cl(CO)(pdca)](1)[Co(TC4A)Cl](pdca)(CHOH)Cl](2)2、以对叔丁基硫杂杯[4]芳烃为主体,在反应体系中引入羟基丁二酸(L)和氨基丁二酸(L)为桥连基团构筑了2个以{Ni-TC4A}为建筑单元的结构相似的化合物3和4。在化合物3和4中,碳酸根连接两个{Ni-TC4A}SBU构筑了一个{Ni}单元,相邻的{Ni}单元由L/L配体连接形成一维链状结构。磁性测试表明化合物3-4中金属中心都表现出反铁磁相互作用。[Ni(TC4A)(L)(CO)(CHO)Cl](3)[Ni(TC4A)(L)(CO)(CHO)(HO)Cl](4)