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混杂配体金属簇合物的分子振动光谱与结构

光谱学与光谱分析 2002年第2期22卷 254-256页

作者：陈瑞平郑瑜龙德良黄锦顺结构化学国家重点实验室中国科学院福建物质结构研究所福建福州350002

由于原子簇化合物在催化 ,生物活性 ,功能材料等方面所呈现的重要性 ,使其成为无机和物理化学最重要的研究领域之一。文章中用谱学方法对一些具有混配体的过渡金属簇合物的结构及其两者之间的关系进行研究。

关键词：混杂配体金属簇合物分子振动光谱结构外红光谱拉曼光谱电荷跃迁

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第三主族金属簇合物

化学通报 2012年第10期75卷 893-896页

作者：孙洁孟令鹏郑世钧李晓艳河北师范大学化学与材料科学学院石家庄050016

金属簇合物化学是在金属有机化学与无机配合物化学基础上发展起来的一门新兴学科。第ⅢA族元素由于其缺电子特性而备受关注,大量以前认为不存在的、具有双键或叁键的第三主族金属簇合物分子相继被合成,并且通过X射线衍射和光谱学分析得... 详细信息

金属簇合物化学是在金属有机化学与无机配合物化学基础上发展起来的一门新兴学科。第ⅢA族元素由于其缺电子特性而备受关注,大量以前认为不存在的、具有双键或叁键的第三主族金属簇合物分子相继被合成,并且通过X射线衍射和光谱学分析得到了它们的结构和性质。本文介绍了第ⅢA族金属簇合物的实验及理论研究进展,同时也提出了一些需要深入解决的新问题。

关键词：金属簇合物第三主族元素金属-金属键

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金属簇合物的化学反应性

大学化学 1990年第2期5卷 28-34,41页

作者：陈冬玲刘秋田中国科学院福建物质结构研究所

金属簇合物是金属络合物中十分重要的一类化合物.它由两个或多个形成金属-金属键(或有较强相互作用)的金属原子与配体结合而成.自从第一批八面体簇合物Ta_6C_(12)^(2+)、Mo_6Cl_(14)^(2-)被描述以来,至今得到的最大的金属簇已达55核,即R... 详细信息

金属簇合物是金属络合物中十分重要的一类化合物.它由两个或多个形成金属-金属键(或有较强相互作用)的金属原子与配体结合而成.自从第一批八面体簇合物Ta_6C_(12)^(2+)、Mo_6Cl_(14)^(2-)被描述以来,至今得到的最大的金属簇已达55核,即Ru_55[P(Bu_3~t)]_(12)Cl_(20)、Rh_(55)(PPh_3)_2Cl_6.有关这类化合物的研究工作已从合成化学、结构表征发展到化学反应性的探讨.

关键词：金属簇合物化学反应性

基于青霉胺配体的稀土-银金属簇合物的合成、结构和光学性质研究

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基于青霉胺配体的稀土-银金属簇合物的合成、结构和光学性质研究

作者：王学涛安徽大学

学位级别：硕士

金属簇合物是一种具有原子级别精确结构的超小尺寸纳米颗粒,其构建了从原子化学到纳米颗粒化学研究的桥梁。纳米尺寸的金属簇合物具有离散的能级,它们之间的电子跃迁导致了一类新型发光材料的出现。手性金属簇合物是簇合物家族中的一个... 详细信息

金属簇合物是一种具有原子级别精确结构的超小尺寸纳米颗粒,其构建了从原子化学到纳米颗粒化学研究的桥梁。纳米尺寸的金属簇合物具有离散的能级,它们之间的电子跃迁导致了一类新型发光材料的出现。手性金属簇合物是簇合物家族中的一个重要子集,其在生物响应成像、手性分子识别与分离、不对称催化、量子计算和量子通讯等领域具有潜在的应用前景。由于稀土离子特殊的f-f跃迁,手性稀土及手性稀土-过渡金属簇合物表现出长荧光寿命、高量子产率及窄且强的发射光谱等特征。然而,由于稀土与过渡金属离子间的竞争反应及配位模式差别,手性稀土-过渡金属簇合物的研究还处在比较缓慢的阶段。特别是手性稀土-银簇合物,由于稀土离子和银离子在配位模式、配位数、配位基团等方面差异太大,至今几乎未有报道。本论文以“基于青霉胺配体的稀土-银金属簇合物的合成、结构和光学性质研究”为题,设计合成了系列手性稀土-银簇合物,发展了一种有效合成手性-稀土银簇合物的策略,并对其结构组装和手性、光学性质方面进行了研究。具体内容如下:1.基于青霉胺配体的手性簇合物Ln3Ag5的合成、结构及荧光性质。选择手性氨基酸D/L-青霉胺作为配体,采用配体控制稀土离子水解法得到具有C3对称的手性对映体:D/L-Ln3Ag5（Ln=Dy,Ho和Yb）。化合物D/L-Ln3Ag5的固体圆二色光谱具有显著的镜像对称效应,且由于镧系收缩效应,出现了蓝移现象。荧光光谱表明,通过引入不同发射波长的稀土离子或调控化合物的激发波长,可以实现化合物Ln3Ag5可调控光致发光(从{Ag S}发光到稀土离子Ln3+发光)。磁性研究表明,化合物Ln3Ag5表现出反铁磁性的交互作用。2.基于青霉胺配体的手性簇合物Ln2Ag28的合成、组装及荧光性质。选用手性氨基酸D/L-青霉胺作为手性配体,以溴离子作为阴离子模板,得到了三对零维手性簇合物D/L-Ln2Ag28-0D（Ln=Eu,Gd和Dy）和三对手性簇基二维层状化合物D/L-Ln2Ag28-2D（Ln=Eu,Gd和Dy）。单晶结构分析表明,我们通过引入稀土水合离子实现了银簇结构的组装和扩展。固体圆二色光谱表明,化合物D/L-Ln2Ag28-2D和D/L-Ln2Ag28-0D均在300-400 nm波长范围表现出明显的对称信号。光学研究表明,化合物D/L-Ln2Ag28-0D和D/L-Ln2Ag28-2D（Ln=Eu/Gd）具有热激活延迟荧光。3.基于青霉胺配体的手性超四面体簇合物Ln26Ag56的合成及组装。利用手性氨基酸D/L-青霉胺作为手性配体,通过模块组装我们得到了一对手性超四面体簇合物D/L-Eu26Ag56。单晶结构分析发现,化合物Eu26Ag56是以[S@Ag14@Eu4]作为初级四面体模块,首先通过水合稀土离子作为连接,形成了[S@Ag14@Eu4]的四聚体,即T2超四面体Eu26Ag56。该簇合物通过与游离的水合稀土离子间的氢键作用,可进一步组装形成以T2四面体Eu26Ag56为顶点的超四面体。固体圆二色结果表明,T2超四面体对映体D/L-Eu26Ag56在425-525 nm范围内具有显著的Cotton效应。

关键词：手性金属簇合物稀土圆二色荧光光谱

基于双三氮唑基配体金属簇合物的合成、晶体结构、溶液组装过程及其荧光传感性能的研究

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基于双三氮唑基配体金属簇合物的合成、晶体结构、溶液组装过程及...

作者：陈超广西师范大学

学位级别：硕士

近十几年间,金属簇合物似乎吸引了越来越多的科学家们的关注,这不仅是因为它们迷人又有趣的分子结构,更因为它们的潜在应用,如磁性、荧光传感、催化、生物成像等。多核金属簇合物的有效设计和构建一直是一个巨大的挑战。本论文主要以二(... 详细信息

近十几年间,金属簇合物似乎吸引了越来越多的科学家们的关注,这不仅是因为它们迷人又有趣的分子结构,更因为它们的潜在应用,如磁性、荧光传感、催化、生物成像等。多核金属簇合物的有效设计和构建一直是一个巨大的挑战。本论文主要以二((4-乙酰氨基-（5-1H-1,2,4-三氮唑基）)甲烷（HL）配体与一系列稀土硝酸盐通过水热合成法合成了一例由两个Tb四面体和一个等边三角形Tb核层构成的三明治状的水溶性荧光簇Tb[Tb（L）（μ-O）（μ-OH）（HCOO）]（NO）·11DMF及与其类似结构的其他Ln团簇(Ln=Eu、Sm、Dy、Gd、Ho、Er]。接着我们继续利用二(4-（2-吡啶基）-（5-1H-1,2,4-三氮唑基）)甲烷（HL）和联（5-乙酰氨基-4H-1,2,4-三氮唑）(HL)配体与过渡金属盐（M=Zn,Cu,Mn）形成了一例新奇的四元Zn-HOF（Hydrogen-bonded Organic Framework）[Zn（L'）（L）（L）]NO·3CHCN配合物、一例平面型结构的{Cu}簇合物及其他两例不同结构的{Mn}配位簇合物。同时,我们通过X-射线单晶衍射、红外光谱、X-射线粉末衍射（PXRD）和高分辨电喷雾质谱技术对配合物进行了表征。值得一提的是,我们通过时间依赖电喷雾质谱手段跟踪了Tb荧光簇的逐步形成过程并提出了可能的组装机制。我们进一步利用电喷雾质谱证明了Tb簇具有良好的溶液稳定性和溶剂稳定性,这为后续的应用前景提供了基础。荧光测试研究发现Tb簇可成功用于DOX检测,具有较高的灵敏度、选择性和抗干扰能力。在模拟生物体环境（人体尿液和血清样本）中,该测定方法仍然适用。目前将具有水溶性的高核镧系荧光簇应用于抗生素DOX（阿霉素）的测定应用比较少。接着,一系列的测试结果也表明Zn-HOF配合物具有良好的化学稳定性,为后续荧光应用提供了基础。并利用电喷雾质谱跟踪了Zn-HOF的逐步形成过程并提出了可能的组装机制。通过荧光测试发现其对PA、CrO和Pb存在选择性识别作用,并对部分配合物进行了磁性研究。全文主要工作如下:第一章为前言,简要介绍了荧光传感技术、荧光传感材料类型、金属配合物作为荧光传感器的应用及高分辨电喷雾质谱在金属簇合物上的应用。同时,也对本论文的选题依据及研究内容进行了概述。第二章,二((4-乙酰氨基-（5-1H-1,2,4-三氮唑基）)甲烷（HL）配体与Tb（NO）在水热合成的条件下得到了一例由两个Tb四面体和一个等边三角形Tb核层构成的三明治状的水溶性荧光簇Tb[Tb（μ-O）（μ-OH）（HCOO）（L）]（NO）·11DMF（1）。在Tb中,六个L配体与[Tb（μ-O）（μ-OH）（HCOO）]无机核结合形成[Tb（μ-O）（μ-OH）（HCOO）（L）]阳离子型簇,有利于其稳定性和水溶性。其中,六个多重双齿螯合配体修饰了{Tb}无机核以保持簇框架稳定。我们利用时间依赖ESI-MS跟踪了Tb荧光簇的逐步形成过程,在此结果基础上,提出了一系列中间体,然后按照L→TbL→TbL→TbL→TbL→TbL→TbL的组装机制。这种分步组装的发现和推广对高核镧系原子团簇的合理设计和合成具有重要意义。同时,通过ESI-MS技术证明了配合物（1）具有良好的溶液稳定性和溶剂稳定性,为其可作为荧光传感材料提供了良好的应用前景。荧光测试研究发现配合物（1）可用于测定DOX,DOX可使配合物（1）在水溶液中的荧光猝灭,具有较高的灵敏度、选择性和抗干扰能力,且检出限低,可达到13 n M。同时,该方法可成功应用于人体尿液和血清样本中DOX的测定。提出的高效检测DOX的水溶性配合物（1）将为生物物质检测领域中具有准确结构特征的荧光簇的设计具有深远意义。第三章,接着对与上一章节的配合物（1）类似结构的其他镧系簇合物Ln[Ln（μ-O）（μ-OH）（HCOO）（L）]（NO）·n DMF[Ln=Eu（2）、Sm（3）、Dy（4）、Gd（5）、Ho（6）、Er（7）]在光学和磁学方面进行了研究。利用ESI-MS技术研究发现配合物（2）-（7）具有与配合物（1）相似的溶液稳定性。此外,通过荧光测试发现配合物（2）可用于测定抗生素左氧氟沙星,左氧氟沙星可使配合物（2）在水溶液中的荧光猝灭,具有较高的灵敏度、选择性。而配合物（3）则对抗生素头孢曲松钠有一定的荧光识别作用。而后,我们还对配合物（4）-（7）进行了磁学性能测试。第四章,利用二(4-（2-吡啶基）-（5-1H-1,2,4-三氮唑基）)甲烷（HL）和联（5-乙酰氨基-4H-1,2,4-三氮唑）(HL)配体与过渡金属盐（M=Zn,Cu,Mn）在水热合成的条件下得到了一例新奇的四元Zn-HOF配合物[Zn（L'）（L）（L）]NO·3CHCN（9）、一例平面型结构的{Cu}簇[Cu

关键词：金属簇合物电喷雾电离质谱溶液组装荧光传感

手性金属簇合物Co3Ln2、Cu5Ln4和Cu6Ln3的合成、结构及其磁手性研究

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手性金属簇合物Co3Ln2、Cu5Ln4和Cu6Ln3的合成、结构及其磁手性研...

作者：谢菁厦门大学

学位级别：硕士

磁、光、手性三者的联系是物理、化学、生物等多个领域交叉研究的热点,磁性与手性交叉融合的磁手征效应因此也成为了科学家关注的焦点。对磁手征效应的探究不仅对解释生命手性的来源具有重要意义,并且能为制备新型磁光材料提供启发。至... 详细信息

磁、光、手性三者的联系是物理、化学、生物等多个领域交叉研究的热点,磁性与手性交叉融合的磁手征效应因此也成为了科学家关注的焦点。对磁手征效应的探究不仅对解释生命手性的来源具有重要意义,并且能为制备新型磁光材料提供启发。至今科学家仅在简单金属配合物、卟啉类有机物、无机盐等少数手性体系中发现了磁手征二色性的存在。因此,制备适用于该交叉效应研究的多功能材料十分关键,手性金属簇合物因兼具手性和丰富磁学性质成为理想的研究对象,但目前尚未出现关于该类物质基于UV-Vis-NIR吸收谱的磁手征效应研究。基于以上背景,我们探索了手性金属簇合物R/S-Co3Ln2、R/S-Cu5Ln4及R/S-Cu6Ln3的合成方法,并对所有化合物进行结构解析,同时对以上几个体系的磁学、光学性质进行对比研究,对磁手征二色性进行初步测试与探讨。具体内容如下:一、手性Co-Ln、Cu-Ln金属簇合物的合成。选择邻香兰素和R/S-3-氨基-1,2-丙二醇合成手性席夫碱配体(R/S-H3L1),通过与不同稀土盐、钴盐反应制备手性金属簇合物R/S-Co3Ln2(Ln=Tb/Dy)共四颗晶体;通过与不同稀土盐、铜盐反应制备手性金属簇合物R/S-Cu5Ln4(Ln=Gd/Tb/Dy)共六颗晶体。选择邻香兰素和R/S-2-氨基-1-丙醇合成手性席夫碱配体(R/S-H3LⅡ),通过与不同稀土盐、铜盐反应制备手性金属簇合物R/S-Cu6Ln3(Ln=Gd/Tb/Dy)共六颗晶体。二、手性Co-Ln、Cu-Ln金属簇合物的基本表征及磁、手性研究。确定了以上三个体系的结构及稳定性,并对比发现同体系中稀土金属不同导致各个体系被磁化程度的差异,以及不同体系之间不同金属中心对手性信号的影响。结合紫外可见光谱、圆二色光谱、磁圆二色光谱,发现以上三个体系在过渡金属离子d-d跃迁对应波段均出现对应信号,因此我们预测三者在对应波段均有可能呈现磁手征二色现象。三、手性Co-Ln金属簇合物的磁手征二色性初步研究。借助于国家脉冲强磁场中心磁光实验站的测试条件,对R/S-Co3Tb2进行磁手征二色性测试,在5K 15000V的测试条件下,发现簇合物中的Co2+离子在d-d跃迁吸收波段对应位置出现镜面对称的MChD信号,虽然信号仍然有待进一步优化,但这是第一次在手性金属簇合物中观察到基于UV-Vis-NIR吸收光谱的磁手征二色性。

关键词：金属簇合物磁性手性磁手征二色性

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立方烷结构的异核金属簇合物的合成与研究

立方烷结构的异核金属簇合物的合成与研究

作者：赛福生吉林大学

学位级别：硕士

在配位化学的历史发展中,金属簇合物的合成与研究一直以来都是科研工作者最热门的研究课题之一。而具有立方烷结构的金属簇合物更是凭借其独特的电子结构、不同离域程度的电子云和充足的空间结构受到了广泛的研究,并将其应用于仿生模拟... 详细信息

在配位化学的历史发展中,金属簇合物的合成与研究一直以来都是科研工作者最热门的研究课题之一。而具有立方烷结构的金属簇合物更是凭借其独特的电子结构、不同离域程度的电子云和充足的空间结构受到了广泛的研究,并将其应用于仿生模拟化学、催化反应以及分子磁体等多个领域,例如具有立方烷结构的金属锰簇合物[MnO]可模拟绿色植物光系统II(PSII)中的放氧化合物(OEC)活性位点。除此之外,单一类型的金属簇合物在某些领域已经不能满足人们的要求,因此人们已经将眼光放在两种或两种以上金属簇合物的合成与研究上。异核金属簇合物具有不同的活性中心可以协同催化反应,并提升化合物的卓越性能。在金属簇合物合成的影响因素中,配体的选择对簇合物至关重要。其中三取代甲醇类配体易形成具有立方烷结构的金属簇合物,通常情况下每个三取代甲醇配体可鳌合三个金属配位中心,中间的醇羟基氧作为连接三个金属中心的桥接原子。综上,合成具有立方烷结构的异核金属簇合物具有重要的现实意义。本论文第一章为绪论部分,简单地介绍了金属簇合物的概念、分类以及应用,并对金属簇合物的合成方法和影响因素进行介绍,其中着重介绍了金属离子以及配体对合成金属簇合物的影响;重点介绍了具有立方烷结构的同核、异核金属簇合物在仿生模拟、催化反应以及单分子磁体中的应用。本论文第二章主要介绍了以三取代甲醇为研究背景成功合成两种新配体:2-(Hydroxy(bi-pyridin-2-yl)methyl)phenol(HL)和2-(Hydroxy(bi-phenol-2-yl)methyl)phenol(HL),并通过不同的配位实验,制备了三种具有立方烷及类立方烷结构的异核金属簇合物:[FeCo(L)]·(Cl O)(1)、[FeNi(L)]·(Cl O)(2)、[FeNa(HL)(Hpiv)(piv)]·EtN(3),并对它们的晶体结构、元素分析以及磁学性质进行了表征。本论文第三章主要介绍了另外两种三取代甲醇类配体的合成方法,它们为1,1-Di-pyridin-2-yl-propane-1,3-diol(HL)和2,6-Bi-(Hydroxy(pyridin-phenol-2-yl)methyl)phenol(HL),并与配体HL一起制备了六种具有不同结构的过渡金属簇合物:[Mn(HL)(Me CN)]·(EtNH)·(Me OH)(4)、[Mn(HL)]·(EtN)·(Me CN)(5)、[Cu(HL)(OAc)](6)、[Fe(HL)(NO)]·(NO)(7)、[Fe(HL)(HL)Cl]·(Me OH)(8)、[MnMn(L)(OAc)(Me OH)]·(CHCl)(9)。本论文第四章对以上各章进行总结并作出展望。

关键词：三取代甲醇配体立方烷结构金属簇合物

第四主族及几种低价态双金属簇合物结构的理论研究

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第四主族及几种低价态双金属簇合物结构的理论研究

作者：霍素红河北师范大学

学位级别：硕士

含有金属-金属键的金属簇合物具有特殊的物理化学性能，已成为当今化学学科中非常活跃的研究领域之一。研究双金属簇合物的结构在化石燃料、催化以及生物活性等领域都有十分重要的应用。本论文主要采用量子化学的密度泛函理论、电子密... 详细信息

含有金属-金属键的金属簇合物具有特殊的物理化学性能，已成为当今化学学科中非常活跃的研究领域之一。研究双金属簇合物的结构在化石燃料、催化以及生物活性等领域都有十分重要的应用。本论文主要采用量子化学的密度泛函理论、电子密度拓扑分析的“分子中的原子(AIM)”理论和“电子定域函数(ELF)”方法，从理论方面研究了低价态茂类金属化合物和第四主族簇合物中的化学键性质，探讨了第四主族炔类化合物CH3M≡MCH3(M=C,Si, Ge)与乙烯环加成过程中的化学键变化。所有的量子化学计算都采用Gaussian03程序包完成。电子密度拓扑分析采用AIM2000、AIMALL和TOPMOD程序完成。本论文主要包括以下几方面的工作： 1.采用分子中的原子(AIM)理论、电子定域函数(ELF)方法、分子生成密度差(MFDD)对系列双金属茂类化合物(η5-C5H5)2M2(M=Be, Mg, Ca, Ni, Cu, Zn)中的金属-金属键和金属-配体键进行了研究。计算结果表明，双核主族和过渡金属茂类化合物中的金属-金属键是不同的：双核主族茂类金属化合物的金属-金属键中间存在一个非核关键点(NNA)，但NNA在过渡金属茂类化合物的金属-金属键中并不存在;过渡金属茂类化合物中的金属-金属键整体上比主族金属茂类化合物中的金属-金属键强;主族金属-金属键主要是共价特性，而过渡金属-金属键主要是“闭壳层”的离子特性。金属与配体的作用主要是静电特性，既有σ成分，也有π成分，且π成分是主要的。 2.采用电子密度拓扑分析和自然键轨道分析方法对双核第四主族炔类簇合物ArE≡EAr (Ar=C6H3-2,6(C6H2-2,6-Pri2)2;E=Si, Ge, Sn, Pb)中的E≡E键的本质进行了研究。结果表明ArE≡EAr中E≡E键与C2H2中的C≡C键(典型的共价三键)不同。按E=Si、Ge、Sn、Pb的顺序，越来越多的电子从E≡E键的价basin转移到了E原子的孤对电子basin，因此，E-E键比C≡C键弱并且其强度按照E=Si、Ge、Sn、Pb的顺序逐渐降低。Si-Si键是“sliped”共价三键;Ge-Ge和Sn-Sn键不是典型共价键而是CS键(charge-shiftbond)，包含一个“slipped”型的σ轨道，一个正常的π轨道，一个“slipped” π轨道。另外，E-E(E=Ge, Sn)键的价basin并没有占据两个金属原子的中心，而是偏离了中心并且劈裂为两种类型。键级按照E=Si, Ge, Sn, Pb顺序逐渐降低，Ge-Ge键和Sn-Sn键表现了双键的性质，Pb-Pb键是一种金属单键。 3.在CCSD(T)/6-311++G(d, p)//MP2/6-311++G(d, p)水平上研究CH3M≡MCH3(M=C, Si, Ge)+C2H4的环加成反应的反应机理，在同等水平上计算了各驻点的振动频率和内禀反应坐标(IRC)。采用电子密度拓扑分析方法探讨反应过程中键的断裂和形成。结果表明，对于CH3M≡MCH3(M=C, Si, Ge)+C2H4这三个反应，CH3Si≡SiCH3+C2H4的反应活性最高，因为其反应能垒最低且产物能量最低，CH3C≡CCH3+C2H4反应因其反应能垒高所以很难进行。三个反应的反应机理类似：先形成一个三元环，随后变成一个四元环结构。这个过程意味着这三个反应初始步骤是一个[2+1]的环加反应而不是一个[2+2]的反应。本论文的创新点： 1.在双核主族茂类化合物的金属-金属键中间发现了非核吸引子(NNA)，并从理论角度对NNA的存在进行了说明。 2.对第四主族元素的金属-金属键研究发现Ge-Ge和Sn-Sn键属于一种新型的charge-shift键，而非正常共价键。 3.探究了CH3M≡MCH3(M=C, Si, Ge)与C2H4的反应机理，明确了该反应属于[2+1]环加成而非[2+2]环加成。

关键词：金属簇合物金属-金属键电子密度拓扑分析电子定域函数反应机理

高氧化态（Ⅱ─Ⅳ）三核金属簇合物构型的人工神经网络判别方法

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计算机与应用化学 1994年第1期11卷 32-35页

作者：蔡煜东宫家文甘骏人姚林声中国科学院上海冶金研究所

本文运用一典型的人工神经网络模型─“反向传播”模型，对高氧化态（Ⅱ─Ⅳ）三核金属簇合物的构型分布进行了分析，得到了较好的分类、预报结果为化合物结构分析提供了新的工具。

关键词：金属簇合物构型分布人工神经网络