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芳香羧酸辅助的金属—杯芳烃化合物的合成、结构与性质
引言
金属—杯芳烃化合物是一种重要的有机化合物，其具有良好的化学稳定性、光学性能和电化学性质，具有广泛的应用前景。本文主要介绍芳香羧酸辅助的金属—杯芳烃化合物的合成、结构和性质。
一、芳香羧酸辅助的金属—杯芳烃化合物合成方法
芳香羧酸辅助的金属—杯芳烃化合物合成方法主要有金属催化剂与芳香羧酸配合法和无催化剂合成法两种。
1.金属催化剂与芳香羧酸配合法
以钌（Ru）或铑（Rh）为催化剂，与芳香羧酸在氧气的存在下发生配位，形成金属配合物，然后加入杯芳烃，反应后得到金属—杯芳烃化合物。此法可以得到较高产率的产物，通常在70%以上。
例如，以铑为催化剂，浓硫酸为溶剂，对二苯醚、苯并茂、三苯硼及芳香羧酸进行C-H的活化，然后再加入六苯基杯芳烃，得到了产率为54%的金属—杯芳烃化合物。
2.无催化剂合成法
此法的主要步骤是先将杯芳烃和芳香羧酸在苯中反应，得到的产物再与金属盐反应。这种方法的优点是操作简便，但是在产率上相对较低。
以四苯基杯萘和苯并茂酸为例，添加过量无水乙醇，通过超声波辐照反应2小时，得到了产率为60%的金属—杯芳烃化合物。
二、芳香羧酸辅助的金属—杯芳烃化合物结构分析
芳香羧酸辅助的金属—杯芳烃化合物根据杯芳烃的不同结构，其结构形态会有所不同。一般来说，金属原子与杯芳烃中的苯环形成π键，与其余的芳香羧酸分子形成羧基的配位。
通过核磁共振和紫外光谱等分析方法，可以确定杯芳烃、金属和芳香羧酸的相对位置。
例如，铱催化剂与芳香羧酸在氧气衬底下进行配位后，与六苯基杯芳烃反应得到了同步的金属-杯芳烃化合物Ir（ppy）2（O2CC6H4OMe）（C48H36）（ppy=2-苯基吡啶）。
通过核磁共振谱法，确定了铱金属原子与杯芳烃主轴相平行的π键和C-H的塔状构象的形成。
三、芳香羧酸辅助的金属—杯芳烃化合物性质分析
金属—杯芳烃化合物具有良好的光学、电化学、热稳定性能。
1.光学性能
金属—杯芳烃化合物在UV-Vis光谱区域内有很强的吸收峰，主要来自于杯芳烃中的π-π*跃迁和金属离子中的d-d跃迁。此外，还可以通过修饰金属或杯芳烃结构，对吸收峰进行调节。
2.电化学性质
金属—杯芳烃化合物中的金属离子在电化学过程中可以进行氧化还原反应，因而可以产生较大的电化学信号。此外，作为电化学传感器，金属—杯芳烃化合物还具有优异的选择性和灵敏度。
3.热稳定性能
金属—杯芳烃化合物由于其坚硬的结构和空洞结构，具有较好的热稳定性能。其热分解温度一般在400°C以上，这使得其具有良好的应用前景。
结论
芳香羧酸辅助的金属—杯芳烃化合物作为一种新型的材料，具有着广泛的应用前景。通过金属催化剂与芳香羧酸配合法或无催化剂合成法可以得到高产率的金属—杯芳烃化合物。通过核磁共振和紫外光谱可以在分子层面上对其结构进行确证，而其独特的光学、电化学和热稳定性能，则为其在传感器、催化剂以及材料方面的应用提供了良好的基础。