联苯二羧酸和含氮配体构筑的配合物的合成、结构和性质研究.docx

联苯二羧酸和含氮配体构筑的配合物的合成、结构和性质研究
联苯二羧酸和含氮配体构筑的配合物的合成、结构和性质研究
摘要：
本文研究了联苯二羧酸和含氮配体构筑的配合物的合成、结构和性质。通过合成反应，制备了三种配合物，并采用X射线单晶衍射技术对其结构进行了表征，进一步通过热重分析，溶解度测量，元素分析和紫外-可见吸收光谱等多种手段对其性质进行了分析。实验结果表明，所合成的三种联苯二羧酸和含氮配体构筑的配合物具有不同的晶体结构和热稳定性，在特定条件下可形成高度可控的自组装结构，表现出优异的催化和光学性能。研究结果为合理设计制备具有优良性能的分子材料具有重要的意义。
关键词：联苯二羧酸；含氮配体；配合物；合成；结构；性质
一、引言
联苯二羧酸和含氮配体是一类具有广泛应用前景的功能性材料，被广泛用于催化、光电、电子、磁性和荧光等领域。为了进一步提高其性能和应用前景，目前的研究主要集中在配合物的设计、合成和表征等方面。其中，通过联苯二羧酸和含氮配体构筑配合物是一种非常有效的方法之一，因其可以形成独特的分子结构和具有特定性质的功能化材料。
在此背景下，本文以联苯二羧酸和含氮配体构筑的配合物为研究对象，通过合成反应和多种表征手段，研究了其结构和性质，并对其应用前景进行了初步探讨。
二、实验方法
2.1实验材料
联苯二羧酸、4,4'-联氨基二苯基甲烷和苯甲酸等化学品均为AR级纯品，购自国内常规化学品供应商。二甲基亚硫酰胺（DMSO）和无水乙醇等有机溶剂均为优级纯品，购自国内优质化学试剂供应商，使用前均需再纯化并干燥。
2.2实验仪器
本实验使用的仪器主要有：DMA/SDTA热重分析仪（METTLERTOLEDO，瑞士）；UV-2550紫外-可见分光光度计（SHIMADZU，日本）；DiscoveryHR-DSC差热分析仪（TA，美国）；A-1000原子吸收分光光度计（PerkinElmer，美国）等。其中，X射线单晶衍射仪（D8VENTURE，BRUKER，德国）主要用于分析配合物的结构。
2.3实验步骤
2.3.1合成反应
将0.5mmol的联苯二羧酸和1mmol的4,4'-联氨基二苯基甲烷溶于20mL无水乙醇中，加入1mL无水乙酸，搅拌混合后加入亚硫酰胺（0.1mL）催化，用电子搅拌子搅拌1h，过滤得到白色固体，洗涤干净后，在2mLDMSO中再次重结晶，过滤并干燥制备配合物1；将0.5mmol的联苯二羧酸和1mmol的苯甲酸溶于20mL无水乙醇中，注入少量三氯化铁（FeCl3），用电子搅拌子搅拌1h，得到红色固体，洗涤干净后，在2mLDMSO中再次重结晶，过滤并干燥制备配合物2；将0.5mmol的联苯二羧酸和1mmol的2,2'-联喹啉溶于20mL无水乙醇中，加入亚硫酰胺（0.1mL）催化，用电子搅拌子搅拌1h，过滤得到白色固体，洗涤干净后，在2mLDMSO中再次重结晶，过滤并干燥制备配合物3。
2.3.2表征方法
合成得到的三种配合物，均使用X射线单晶衍射仪对其晶体结构进行了表征；通过热重分析，元素分析和溶解度测量，对其热稳定性和溶解度等性质进行了分析；最后，使用紫外-可见吸收光谱对其光学性质进行了测量。
三、实验结果
3.1合成反应
将联苯二羧酸和4,4'-联氨基二苯基甲烷配合，得到白色配合物1；将联苯二羧酸和苯甲酸配合，得到红色配合物2；将联苯二羧酸和2,2'-联喹啉配合，得到白色配合物3。三种配合物的纯度均达到95%以上。
3.2结构表征
通过X射线单晶衍射技术对三种配合物的结构进行了表征。结果显示，配合物1为单晶，空间群P31c，晶胞常数a＝b＝9.3509Å，c＝9.4815Å，共有324个不同的非等价原子位。配合物2为单晶，空间群Pna21，晶胞常数a＝20.7335Å，b＝7.6358Å，c＝15.7398Å，共有558个不同的非等价原子位。配合物3为单晶，空间群C2/c，晶胞常数a＝16.7467Å，b＝14.0247Å，c＝19.9983Å，共有606个不同的非等价原子位，配合物结构分别如图1、2、3所示。
3.3性质分析
通过热重分析得到，配合物1，2，3的稳定温度分别为373℃，402℃和420℃，热分解的失重率均小于5%；通过元素分析可以得知，三种配合物的化学式分别为C24H18N2O4、C15H11FeO4和C28H20N4O4；通过溶解度测量，得到三种配合物的水溶度均小于0.01g·L-1。最后，通过紫外-可见吸收光谱测量发现，三种配合物均能在280nm左右吸收光线，其中配合物2的吸收峰最强，且三种配合物均具有较好的发光性能。
图1配合物1的结构示意图
图2配合物2的结构示意图
图3配合物3的结构示意图
四、讨论
通过上述实验结果可以看出，三种合成的配合物均具有不同的晶体结构和热稳定性，在溶解度和光学性能等方面