含5(吡啶4硫甲基)间苯二甲酸的钴(II)配合物的合成及表征
含5(吡啶4硫甲基)间苯二甲酸的钴(II)配合物的合成及表征[20200412222825]
摘要
羧酸类金属配合物在结构上非常特殊，因而受到了科学家们广泛的关注。羧酸类配合物的结构非常的丰富，合成条件也是各式各样。本文选择了5-(吡啶-4-硫甲基)间苯二甲酸（简称4-Spymia）作为主要配体，以其他配体为辅助，与Co盐进行反应，合成出了 [Co3(4-Spymia)2 (H2O) 2]n与[Co(4-Spymia)(4,4-bipy)0.5]n两种新型的羧酸类金属钴配合物，并对实验条件进行探索，寻找更加优良的实验条件。我们对配合物1，2进行红外光谱以及X-射线单晶衍射表征，初步了解了这两种化合物的性质。
配合物1的晶体数据如下：C28H19Co3N2O10S2, Mr=2399.85, a=11.135(13) ?, b=11.189(14) ?, c=23.630(3) ?, α=92.603(2) o, β=98.066(2) o , γ=102.963(2) o , V=2832.0(6) ?3, Z=1, T=223 (2) K, D=1.407 mg/m3, μ=1.017 mm-1。
配合物2的晶体数据如下：C19H13CoN2O4S, Mr=424.30, a=10.013(2) ?, b=11.142(2) ?, c=11.572(2) ?, α=117.37(3) o, β=102.99(3) o, γ=94.53(3) o, V=1092.1(5) ?3, Z=2, T=291(2) K, D=1.290 mg/m3, μ=0.904 mm-1。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:羧酸类配合物钴盐结构合成
目 录
1. 前言.....................................................................1
1.1 配位化学的历史.........................................................1
1.2 晶体工程...............................................................1
1.3 羧酸类金属配合物.......................................................3
1.4 吡啶羧酸类配体.........................................................4
1.5 羧酸类金属钴配合物的研究现状...........................................7
1.6 本课题的主要研究内容...................................................9
2. 实验部分................................................................10
2.1 试剂与仪器............................................................10
2.1.2 主要仪器...........................................................11
2.2 实验过程..............................................................11
2.2.1 配体4-Spymia的合成.................................................11
2.2.2 配合物1，2的合成....................................................12
2.3 晶体结构数据收集......................................................12
3. 结果与讨论.............................................................14
3.1 合成讨论..............................................................14
3.2 红外光谱..............................................................17
3.2.1 配体4-Spymia的红外光谱.............................................17
3.2.2 配合物1的红外光谱图...............................................17
3.2.3 配合物2的红外光谱图...............................................18
3.3 配合物1，2的晶体结构描述...............................................19
小结 ............................................................23
参考文献 ........................................................24
致谢 ............................................................25
1. 前言
1.1 配位化学的历史
配位化学是一门以无机化学为基础发展而来的学科，它的主要研究对象是配位化合物。最初的时候，配位化学仅仅是隶属于无机化学的一个分支学科，而自从科学家Werner创建了配位化学开始，这门学科就开始了快速的发展，仅仅通过很短的时间它已经发展成为了无机化学研究的主流方向之一，这门新学科成功的突破了无机化学和有机化学之间传统的界限，并且将金属离子与有机配合物结合在了一起，科学家们也由于配位化合物所拥有的多变的结构与性能，开始对其进行了大量的研究[1]。
其实早在1798年，就已经有了很多的科学家开始研究配合物了。当时，以为法国的科学家Tassert无意之中发现了一种颜色为黄色的氯化钴，但按照当时流行的原子价理论解释不了这个问题。而从这以后的100多年里面，科学家们一直进行着大量的实验，实验效果并不理想，但正是由于这个期间所进行的大量的实验，才为后来配位化学的发展奠定了实验上的基础。一直到化学家Werner的出现，他提出了维尔纳配位理论这一新的理论，而正是这个理论奠定了配位化学的基础。直到这个时候，配位化学才算是真正建立了。化学家Werner也因为此项发现获得了诺贝尔化学奖，成为了配位化学之父。但当时所提出的维尔纳配位理论也并不是非常完善，所以在后来的研究之中，这项理论也被各式各样的科学家补充、完善[2]。
随着科技的发展，科学家们对于配位化合物的研究越来越深入，配位化学在当今的化学领域已经成为研究重点之一，配位化学的发展将对科学的发展做出巨大的贡献，而且将极大地改变人们目前的生活状况。现在的配位化学已经成为将各个不同的化学学科连接在一起的桥梁，它将很多原本看似不想关联的物质结合在了一起。配位化学在当今的化学研究中已经成为了一个非常关键的化学学科。
1.2 晶体工程
近年来，配位晶体化合物的设计构筑发展势头大好，已经成为配位化学领域的一项重要的研究课题。晶体工程就是指通过分子之间通过相互作用堆砌在一起，根据超分子化学的原理进行排列组合，形成具有一定稳定构型的结构，从而形成具有一定特殊性质的新型晶体。
尽管从结构上看，配合物的结构千变万化，但从本质上看它也仅仅是由两个部分组合而成，一个部分是结构中间的核心部分，这个部分可以是各式各样的原子，而由于这些原子自身性质的特点，它们可以连接其他部分的连接数以及连接方向也各不相同，这就是配合物结构多样的主要原因；而另外一个部分则是构造这些超分子化合物中所涉及到的相互作用，主要有两种：一种是配位共价键，它主要连接的是连接中心原子与配体，另外一种是氢键，它主要是将有机部分进行连接，通过对比我们得知，共价键的强度远比氢键稳定的多。这就是我们用来解释化合物构造的球棒模型(图1.2.1)，通过球棒模型可以很好的解释配合物的构成原理[3]。
图1.2.1 配位聚合物的组成构建示意
从构成的化合物整体的结构上来看配合物的结构也是多种多样的，根据条件的不同，可以形成不同的结构。从现今的研究报道中，我们已经能够发现大量的一维结构，二维结构，甚至三维结构。根据连接结构的不一样我们可以将其分为几类：（1）直线构型主要是链状构型（chain）；（2）T字构型主要有梯子构型（ladder），砖墙构型（brick-wall）；（3）Y字构型主要是蜂窝构型（herringbone）；（4）十字构型主要有表格构型（sheet）以及鱼骨构型（fish-bone）；（5）三维构型主要有立方体构型（cubic），八面体构型（octahedral）以及钻石构型（diamondoid）等等结构[4-5] (图1.2.2)。
摘要
羧酸类金属配合物在结构上非常特殊，因而受到了科学家们广泛的关注。羧酸类配合物的结构非常的丰富，合成条件也是各式各样。本文选择了5-(吡啶-4-硫甲基)间苯二甲酸（简称4-Spymia）作为主要配体，以其他配体为辅助，与Co盐进行反应，合成出了 [Co3(4-Spymia)2 (H2O) 2]n与[Co(4-Spymia)(4,4-bipy)0.5]n两种新型的羧酸类金属钴配合物，并对实验条件进行探索，寻找更加优良的实验条件。我们对配合物1，2进行红外光谱以及X-射线单晶衍射表征，初步了解了这两种化合物的性质。
配合物1的晶体数据如下：C28H19Co3N2O10S2, Mr=2399.85, a=11.135(13) ?, b=11.189(14) ?, c=23.630(3) ?, α=92.603(2) o, β=98.066(2) o , γ=102.963(2) o , V=2832.0(6) ?3, Z=1, T=223 (2) K, D=1.407 mg/m3, μ=1.017 mm-1。
配合物2的晶体数据如下：C19H13CoN2O4S, Mr=424.30, a=10.013(2) ?, b=11.142(2) ?, c=11.572(2) ?, α=117.37(3) o, β=102.99(3) o, γ=94.53(3) o, V=1092.1(5) ?3, Z=2, T=291(2) K, D=1.290 mg/m3, μ=0.904 mm-1。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:羧酸类配合物钴盐结构合成
目 录
1. 前言.....................................................................1
1.1 配位化学的历史.........................................................1
1.2 晶体工程...............................................................1
1.3 羧酸类金属配合物.......................................................3
1.4 吡啶羧酸类配体.........................................................4
1.5 羧酸类金属钴配合物的研究现状...........................................7
1.6 本课题的主要研究内容...................................................9
2. 实验部分................................................................10
2.1 试剂与仪器............................................................10
2.1.2 主要仪器...........................................................11
2.2 实验过程..............................................................11
2.2.1 配体4-Spymia的合成.................................................11
2.2.2 配合物1，2的合成....................................................12
2.3 晶体结构数据收集......................................................12
3. 结果与讨论.............................................................14
3.1 合成讨论..............................................................14
3.2 红外光谱..............................................................17
3.2.1 配体4-Spymia的红外光谱.............................................17
3.2.2 配合物1的红外光谱图...............................................17
3.2.3 配合物2的红外光谱图...............................................18
3.3 配合物1，2的晶体结构描述...............................................19
小结 ............................................................23
参考文献 ........................................................24
致谢 ............................................................25
1. 前言
1.1 配位化学的历史
配位化学是一门以无机化学为基础发展而来的学科，它的主要研究对象是配位化合物。最初的时候，配位化学仅仅是隶属于无机化学的一个分支学科，而自从科学家Werner创建了配位化学开始，这门学科就开始了快速的发展，仅仅通过很短的时间它已经发展成为了无机化学研究的主流方向之一，这门新学科成功的突破了无机化学和有机化学之间传统的界限，并且将金属离子与有机配合物结合在了一起，科学家们也由于配位化合物所拥有的多变的结构与性能，开始对其进行了大量的研究[1]。
其实早在1798年，就已经有了很多的科学家开始研究配合物了。当时，以为法国的科学家Tassert无意之中发现了一种颜色为黄色的氯化钴，但按照当时流行的原子价理论解释不了这个问题。而从这以后的100多年里面，科学家们一直进行着大量的实验，实验效果并不理想，但正是由于这个期间所进行的大量的实验，才为后来配位化学的发展奠定了实验上的基础。一直到化学家Werner的出现，他提出了维尔纳配位理论这一新的理论，而正是这个理论奠定了配位化学的基础。直到这个时候，配位化学才算是真正建立了。化学家Werner也因为此项发现获得了诺贝尔化学奖，成为了配位化学之父。但当时所提出的维尔纳配位理论也并不是非常完善，所以在后来的研究之中，这项理论也被各式各样的科学家补充、完善[2]。
随着科技的发展，科学家们对于配位化合物的研究越来越深入，配位化学在当今的化学领域已经成为研究重点之一，配位化学的发展将对科学的发展做出巨大的贡献，而且将极大地改变人们目前的生活状况。现在的配位化学已经成为将各个不同的化学学科连接在一起的桥梁，它将很多原本看似不想关联的物质结合在了一起。配位化学在当今的化学研究中已经成为了一个非常关键的化学学科。
1.2 晶体工程
近年来，配位晶体化合物的设计构筑发展势头大好，已经成为配位化学领域的一项重要的研究课题。晶体工程就是指通过分子之间通过相互作用堆砌在一起，根据超分子化学的原理进行排列组合，形成具有一定稳定构型的结构，从而形成具有一定特殊性质的新型晶体。
尽管从结构上看，配合物的结构千变万化，但从本质上看它也仅仅是由两个部分组合而成，一个部分是结构中间的核心部分，这个部分可以是各式各样的原子，而由于这些原子自身性质的特点，它们可以连接其他部分的连接数以及连接方向也各不相同，这就是配合物结构多样的主要原因；而另外一个部分则是构造这些超分子化合物中所涉及到的相互作用，主要有两种：一种是配位共价键，它主要连接的是连接中心原子与配体，另外一种是氢键，它主要是将有机部分进行连接，通过对比我们得知，共价键的强度远比氢键稳定的多。这就是我们用来解释化合物构造的球棒模型(图1.2.1)，通过球棒模型可以很好的解释配合物的构成原理[3]。
图1.2.1 配位聚合物的组成构建示意
从构成的化合物整体的结构上来看配合物的结构也是多种多样的，根据条件的不同，可以形成不同的结构。从现今的研究报道中，我们已经能够发现大量的一维结构，二维结构，甚至三维结构。根据连接结构的不一样我们可以将其分为几类：（1）直线构型主要是链状构型（chain）；（2）T字构型主要有梯子构型（ladder），砖墙构型（brick-wall）；（3）Y字构型主要是蜂窝构型（herringbone）；（4）十字构型主要有表格构型（sheet）以及鱼骨构型（fish-bone）；（5）三维构型主要有立方体构型（cubic），八面体构型（octahedral）以及钻石构型（diamondoid）等等结构[4-5] (图1.2.2)。
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