畢業(yè)論文：含萘環(huán)氮雜金屬冠醚的合成、晶體結(jié)構(gòu)及其熒光性質(zhì)研究

畢業(yè)論文：含萘環(huán)氮雜金屬冠醚的合成、晶體結(jié)構(gòu)及其熒光性質(zhì)研究

摘 要
本文以3-羥基-2-萘甲酰肼(nhz)為母體合成了配體，采用溶液法使其與Fe(Ⅲ)鹽配位，成功地合成了結(jié)構(gòu)新穎的金屬冠醚，所合成的化合物為[Fe6(anhz)6(DMF)2(H2O)4]•3DMF•2H2O,（式中anhz為去質(zhì)子化的N-乙酰-3-羥基-2-萘甲酰肼）。通過(guò)紅外光譜、紫外光譜、熒光光譜以及TGA—DSC聯(lián)用實(shí)驗(yàn)等對(duì)它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)進(jìn)行了探討。*—射線單晶衍射實(shí)驗(yàn)表明，配合物是以[-M-N-N-]為結(jié)構(gòu)單元的氮雜金屬冠醚，分子結(jié)構(gòu)中金屬原子都存在兩種不同的配位環(huán)境：Δ和Λ構(gòu)型，這兩種構(gòu)型交替排列形成了兩種五元螯合環(huán)和一種六元螯合環(huán)，從而促使了金屬冠醚環(huán)的形成。紅外譜圖表明，當(dāng)nhz衍生物與Fe(Ⅲ)結(jié)合成配合物后，nhz衍生物上的功能團(tuán)峰具有向低波數(shù)方向藍(lán)移的趨勢(shì)。紫外—可見光譜測(cè)得，配體在400-500nm沒有吸收峰，當(dāng)與過(guò)渡金屬Fe(Ⅲ)配位后，配合物在這個(gè)區(qū)域內(nèi)存在弱的較寬的低能量譜帶吸收，歸屬為電子從金屬躍遷到配體的M d(π)→L(π*)吸收。配體的熒光光譜表明，其最佳激發(fā)波長(zhǎng)都在近紫外光區(qū)，而最佳發(fā)射波長(zhǎng)卻從近紫外光區(qū)紅移至可見光區(qū)，且隨著配體的共軛體系和剛性的增大，電子發(fā)射光譜紅移范圍逐漸增大，當(dāng)配體與過(guò)渡金屬Fe(Ⅲ)配位后，氮雜金屬冠醚配合物幾乎沒有熒光出現(xiàn)，可能是因?yàn)槌森h(huán)后電子環(huán)流的產(chǎn)生導(dǎo)致熒光猝滅。通過(guò)TGA–DSC聯(lián)用分析，發(fā)現(xiàn)nhz衍生物與金屬配位后，其熔點(diǎn)提高，熱穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。
關(guān)鍵詞：氮雜金屬冠醚；合成；晶體結(jié)構(gòu)；光譜


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400-500 nm not absorb peak, when and transition metal Fe (Ⅲ) coordination, comple*es in this area has weak of wider with low energy spectrum absorption, belonging to electronic from the metal warp to ligands M d (π) →L (π *) absorption. Ligand fluorescence spectra showed that the optimal e*citation wavelength are nearly ultraviolet area, and the optimum emission wavelength from nearly ultraviolet light but moved to visible light red area area, along with ligand conjugate system and the increase of rigid, electron emission spectrum redshift scope gradually increases, when the ligand and transition metal Fe (Ⅲ) coordination, nitrogen miscellaneous metal crown ether comple*es almost no fluorescence appear, probably because of the electronic circulation after cyclization to produce fluorescence destroy. Through the TGA-DSC spectrometry analysis, found nhz derivatives and metal coordination, improve its melting point, thermal stability greatly enhanced.
Key words: azamatallacrown; Synthesis; crystal structure;spectrum

目錄
摘 要 I
Abstract II
目錄 III
第1章 前言 1
1.1 金屬冠醚 1
1.2金屬冠醚的研究進(jìn)展 2
1.3金屬冠醚的應(yīng)用 2
1.2.1 生物醫(yī)用領(lǐng)域的應(yīng)用 3
1.2.2 在催化領(lǐng)域的應(yīng)用 3
1.2.3 磁性材料方面的應(yīng)用 3
1.2.4 其他方面的應(yīng)用 4
1.4選題依據(jù) 4
第2章 實(shí)驗(yàn)部分 5
2.1 主要儀器和試劑 5
2.1.1 主要儀器 5
2.1.2 主要試劑 5
2.2 配體的合成 6
2.3 配合物的合成 6
2.4 譜學(xué)實(shí)驗(yàn) 6
2.4.1 紅外光譜 6
2.4.2 紫外—可見光譜 7
2.4.3 熒光光譜 7
2.4.4 熱譜(DSC—TGA) 7
2.5 *-射線衍射實(shí)驗(yàn) 7
第3章 單晶結(jié)構(gòu)解析及討論 8
第4章 譜圖表征及分析 10
4.1 紅外光譜分析 10
4.1.1配體的IR譜圖分析 10
4.1.2 配合物的IR譜圖分析 11
4.2 紫外—可見光譜分析 12
4.2.1 配體的紫外—可見光譜圖分析 12
4.2.2 配合物的紫外—可見光譜圖分析 13
4.3 熒光光譜分析 14
4.4 TGA—DSC聯(lián)用譜圖分析 15
4.4.1 化合物nhz的TGA—DSC譜圖分析 15
4.4.2 化合物anhz及其配合物的TGA—DSC譜圖分析 15
第5章 總結(jié)與展望 17
5.1 總結(jié) 17
5.2 展望 18
參考文獻(xiàn) 19
致謝 21

第1章 前言
1.1 金屬冠醚
自從1967 年P(guān)ederson 發(fā)現(xiàn)冠醚, 尤其是Pederson、Lehn 和Cram 獲得1987 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)以來(lái),冠醚化學(xué)得到迅速發(fā)展。冠醚化學(xué)的研究已不僅僅局限于無(wú)機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)的研究范圍,而且與生命科學(xué)、材料科學(xué)和高新技術(shù)息息相關(guān)。隨著研究的深入,各種新型冠醚化合物相繼被合成[1 -3] 。
金屬冠醚（Metallacrown, MC）是一類有著新型孔穴結(jié)構(gòu)且與有機(jī)冠醚類似的功能大環(huán)超分子化合物[4]。它是結(jié)構(gòu)、功能與有機(jī)冠醚相似的一類含有金屬原子的大環(huán)分子,可看作金屬原子和氮原子取代有機(jī)冠醚環(huán)上的碳原子,故稱作金屬冠醚(如圖1-1 所示)。

圖1-1 有機(jī)冠醚和金屬冠醚的對(duì)照?qǐng)D
金屬冠醚包含金屬離子和有機(jī)配體，金屬冠醚環(huán)中的金屬離子可以與配體的 N,O,S等給予體官能團(tuán)相互作用成鍵，而冠醚鏈又具有相轉(zhuǎn)移作用，這些特性使它們?cè)谙噢D(zhuǎn)移催化、活化小分子，以及對(duì)陰陽(yáng)離子、有機(jī)小分子的識(shí)別、分子自組裝和磁性材料等方面有廣闊的應(yīng)用前景[5]。
目前對(duì)于金屬冠醚的研究主要集中在4個(gè)方面(見圖1-2)：(1)含有O，S，N等有機(jī)小分子與金屬離子配位形成的簇類金屬冠醚化合物1；(2)雙膦配體金屬冠醚2；雙吡唑配體金屬冠醚3；(4)含有Ⅳ-雜環(huán)卡賓金屬冠醚4。

圖1-2 金屬冠醚
1.2金屬冠醚的研究進(jìn)展
金屬冠醚是一類新型的超分子大環(huán)化合物，它開拓了主客體化學(xué)分子識(shí)別和超分子化學(xué)的全新領(lǐng)。最早的金屬冠醚是以羥肟酸系列配體與金屬鹽在MeOH，DMF，吡啶等溶劑中通過(guò)自組裝反應(yīng)合成得到。金屬冠醚有兩種基本單元：第一種含[-M-N-O- ……（未完，全文共17330字，當(dāng)前僅顯示3117字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文：含萘環(huán)氮雜金屬冠醚的合成、晶體結(jié)構(gòu)及其熒光性質(zhì)研究》）