二四唑氨羧酸化合物与ba(ii)形成的配合物研究【字数：9591】
本文以叠氮钠和二氰胺钠为原料，合成了N,N-二四唑单乙酸(H2btmaa)，并以此为配体，与BaCl2 ?2H2O在一定的条件下合成出了钡的配位化合物[Ba(btmaa)(H2O)2]。在水热条件下，以Ba(II)盐作为中心金属离子，考察了溶液的pH值、溶剂的比例和种类等对合成配合物的影响。另外，我们对该配合物进行了X-射线单晶衍射以及红外、荧光、热分析等表征，表征结果显示此配合物为一维链状结构化合物。配合物的晶体数据分子组成C4H7BaN9O4，分子量382.35，属于三斜晶系，空间群为Pī，晶胞参数为a(?)=7.1736(10)，b(?)=7.3176(10)，c(?)=11.2393(19)，α(°)=71.156 (3)，β(°)=87.321 (4)，((°)=72.673 (3)，V(?3)=532.23(14)，Z=2，R=0.039，wR=0.147。
目 录
1.前言 1
1.1 四唑类化合物及其配合物的简介 1
1.2 四唑羧酸类配合物的简介 4
1.3 双四唑胺类配合物简介 8
1.4 本文研究工作的意义与成果 10
2.实验内容 13
2.1 主要的实验仪器与药品 13
2.1.1 主要的实验仪器 13
2.1.2 主要原料 13
2.2 配体N,N二四唑单乙酸(H2btmaa)的合成 14
2.2.1 反应原理 14
2.2.2 实验步骤 14
2.3 配合物[Ba(btmaa)(H2O)2]的合成 15
2.4 晶体结构的测定 18
3.实验结果与讨论 20
3.1 红外光谱分析 20
3.1.1 N,N二四唑胺(H2bta)的红外光谱分析 20
3.1.2 N,N二四唑单乙酸(H2btmaa)的红外光谱分析 21
3.1.3 配合物[Ba(btmaa)(H2O)2]的红外光谱分析 21
3.2 配合物的晶体结构分析 22
3.3 荧光性质 25
3.4 热稳定性分析 26
4.小结 27
参 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
考文献 28
致谢 31
1.前言
1.1 四唑类化合物及其配合物的简介
配位化合物(Coordination Compound)是指能独立存在的分子进一步结合成高度有序、结构明确和性质复杂的化合物，由中心原子和围绕它的配体，完全或部分由配位键结合形成。现如今，配位化学并不只属于无机化学的范畴，而是已经与有机化学、高分子化学以及药物、材料学等各个学科相互联系和渗透，成为众多学科的交叉点[12]。
通过不断的发展，配位化学的研究对象已经由以简单的无机或有机分子或离子为配体构成的简单配合物，发展到一些由有机配体形成的配合物。其中四唑类化合物比其他含N的杂环化合物受到了人们更多的关注，因为它们在有机合成，药物化学，材料科学，摄影工业和信息记录等方面具有潜在的优势。[36]
近年来，四唑及其衍生物已经被人们赋予了相当大的关注，不仅仅是因为它们在配位方面可以提供种类繁多的奇妙且有趣的结构[7]，也是因为它们在多相催化、光学材料、磁性和荧光等领域的潜在应用能力[810]，从而使“四唑化学”得以迅速发展。作为一类高氮化合物，四唑的热分解也引起了人们的关注，主要是开发了高能四唑类化合物作为潜在的爆炸性材料，电子点火器和固体火箭推进剂[1112]。与此同时，四唑盐的配体一直是大量研究工作的主题，这是因为它们对于金属有着很强的给电子能力并且有着很好配位能力，另外，它们也有着有趣的物理性质，包括分子磁性、分子吸收、催化能力和非线性光学等[1316]。
2011年，Feng Zhou[17]等人将Hpztza(Hpztza=5(2吡嗪基)四唑2乙酸)作为配体与CaCl2、SrCl2和Pb(NO3)2在水热条件下反应，得到了三种新的配位化合物，显示出锯齿形
链结构的[M(pztza)2(H2O)2][M=Ca(1)，M=Sr(2)]和具有线性链结构的[Pb(pztza)2]?H2O(3)(见图1)，其中配合物1和3的中心原子都形成了八配位的扭曲的四方反棱柱结构，这三种配合物都在光化学领域有着潜在的应用价值。
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图1. 配合物1和配合物3的一维链状结构
2012年，Ming Hua He[18]等人合成出了两种Mn(II)配位聚合物，具有一维链状结构的[Mn(atza)2(H2O)2]n和具有二维结构的[Mn(atza)(2,2’bipy)(H2O)]n?nClO4 (见图2)，其中[Mn(atza)2(H2O)2]n中的Mn(II)形成了八配位结构，而[Mn(atza)(2,2’bipy)(H2O)]n?nClO4的中心原子Mn(II)形成了六配位结构。
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图2. [Mn(atza)2(H2O)2]n的一维链状结构和[Mn(atza)(2,2’bipy)(H2O)]n?nClO4的二维层状结构
2016年，Qiao Yun Li[19]等人将已经合成出的3(5四唑基)吡啶1乙酸(H3tzpya)和其异构体5(4吡啶基)四唑2乙酸(H4pytza)作为配体，将他们分别与TbCl36H2O反应，得到具有单核结构的配合物[Tb(3tzpya)2(H2O)5]Cl?4H2O(见图3)和二维结构的配合物[Tb4(4pytza)5(OH)4(H2O)7Cl]nCl2n?4nH2O，其中[Tb(3tzpya)2(H2O)5]Cl?4H2O的中心原子Tb(III)形成了九配位的三冠三棱柱结构，二者均具有良好的荧光性质。
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图3. (a) 配合物[Tb(3tzpya)2(H2O)5] Cl ?4H2O中Tb(III)的配位环境图；
(b) 配合物[Tb(3tzpya)2(H2O)5] Cl ?4H2O中Tb(III)周围的多面体
2018年，XiaoLan Tong[20]等人采用水热法合成出三种Zn(II)配位聚合物，其中[Zn(L1)2]n和[Zn(L1)(5ATZ)]n(见图4)(HL1=N(1H四唑5基)苯甲酰胺)属于二维结构，而[Zn(L2)2(H2O)](L2=4甲基N(1H四唑5基)苯甲酰胺)属于单核结构，三种聚合物都具有良好的荧光性质和热稳定性。
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图4. (a) [Zn(L1)(5ATZ)] n中Zn(II)的配位环境图; (b) [Zn(L1)(5ATZ)] n在bc平面中的二维结构；(c) 二维(63)框架结构
目 录
1.前言 1
1.1 四唑类化合物及其配合物的简介 1
1.2 四唑羧酸类配合物的简介 4
1.3 双四唑胺类配合物简介 8
1.4 本文研究工作的意义与成果 10
2.实验内容 13
2.1 主要的实验仪器与药品 13
2.1.1 主要的实验仪器 13
2.1.2 主要原料 13
2.2 配体N,N二四唑单乙酸(H2btmaa)的合成 14
2.2.1 反应原理 14
2.2.2 实验步骤 14
2.3 配合物[Ba(btmaa)(H2O)2]的合成 15
2.4 晶体结构的测定 18
3.实验结果与讨论 20
3.1 红外光谱分析 20
3.1.1 N,N二四唑胺(H2bta)的红外光谱分析 20
3.1.2 N,N二四唑单乙酸(H2btmaa)的红外光谱分析 21
3.1.3 配合物[Ba(btmaa)(H2O)2]的红外光谱分析 21
3.2 配合物的晶体结构分析 22
3.3 荧光性质 25
3.4 热稳定性分析 26
4.小结 27
参 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
考文献 28
致谢 31
1.前言
1.1 四唑类化合物及其配合物的简介
配位化合物(Coordination Compound)是指能独立存在的分子进一步结合成高度有序、结构明确和性质复杂的化合物，由中心原子和围绕它的配体，完全或部分由配位键结合形成。现如今，配位化学并不只属于无机化学的范畴，而是已经与有机化学、高分子化学以及药物、材料学等各个学科相互联系和渗透，成为众多学科的交叉点[12]。
通过不断的发展，配位化学的研究对象已经由以简单的无机或有机分子或离子为配体构成的简单配合物，发展到一些由有机配体形成的配合物。其中四唑类化合物比其他含N的杂环化合物受到了人们更多的关注，因为它们在有机合成，药物化学，材料科学，摄影工业和信息记录等方面具有潜在的优势。[36]
近年来，四唑及其衍生物已经被人们赋予了相当大的关注，不仅仅是因为它们在配位方面可以提供种类繁多的奇妙且有趣的结构[7]，也是因为它们在多相催化、光学材料、磁性和荧光等领域的潜在应用能力[810]，从而使“四唑化学”得以迅速发展。作为一类高氮化合物，四唑的热分解也引起了人们的关注，主要是开发了高能四唑类化合物作为潜在的爆炸性材料，电子点火器和固体火箭推进剂[1112]。与此同时，四唑盐的配体一直是大量研究工作的主题，这是因为它们对于金属有着很强的给电子能力并且有着很好配位能力，另外，它们也有着有趣的物理性质，包括分子磁性、分子吸收、催化能力和非线性光学等[1316]。
2011年，Feng Zhou[17]等人将Hpztza(Hpztza=5(2吡嗪基)四唑2乙酸)作为配体与CaCl2、SrCl2和Pb(NO3)2在水热条件下反应，得到了三种新的配位化合物，显示出锯齿形
链结构的[M(pztza)2(H2O)2][M=Ca(1)，M=Sr(2)]和具有线性链结构的[Pb(pztza)2]?H2O(3)(见图1)，其中配合物1和3的中心原子都形成了八配位的扭曲的四方反棱柱结构，这三种配合物都在光化学领域有着潜在的应用价值。
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图1. 配合物1和配合物3的一维链状结构
2012年，Ming Hua He[18]等人合成出了两种Mn(II)配位聚合物，具有一维链状结构的[Mn(atza)2(H2O)2]n和具有二维结构的[Mn(atza)(2,2’bipy)(H2O)]n?nClO4 (见图2)，其中[Mn(atza)2(H2O)2]n中的Mn(II)形成了八配位结构，而[Mn(atza)(2,2’bipy)(H2O)]n?nClO4的中心原子Mn(II)形成了六配位结构。
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图2. [Mn(atza)2(H2O)2]n的一维链状结构和[Mn(atza)(2,2’bipy)(H2O)]n?nClO4的二维层状结构
2016年，Qiao Yun Li[19]等人将已经合成出的3(5四唑基)吡啶1乙酸(H3tzpya)和其异构体5(4吡啶基)四唑2乙酸(H4pytza)作为配体，将他们分别与TbCl36H2O反应，得到具有单核结构的配合物[Tb(3tzpya)2(H2O)5]Cl?4H2O(见图3)和二维结构的配合物[Tb4(4pytza)5(OH)4(H2O)7Cl]nCl2n?4nH2O，其中[Tb(3tzpya)2(H2O)5]Cl?4H2O的中心原子Tb(III)形成了九配位的三冠三棱柱结构，二者均具有良好的荧光性质。
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图3. (a) 配合物[Tb(3tzpya)2(H2O)5] Cl ?4H2O中Tb(III)的配位环境图；
(b) 配合物[Tb(3tzpya)2(H2O)5] Cl ?4H2O中Tb(III)周围的多面体
2018年，XiaoLan Tong[20]等人采用水热法合成出三种Zn(II)配位聚合物，其中[Zn(L1)2]n和[Zn(L1)(5ATZ)]n(见图4)(HL1=N(1H四唑5基)苯甲酰胺)属于二维结构，而[Zn(L2)2(H2O)](L2=4甲基N(1H四唑5基)苯甲酰胺)属于单核结构，三种聚合物都具有良好的荧光性质和热稳定性。
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图4. (a) [Zn(L1)(5ATZ)] n中Zn(II)的配位环境图; (b) [Zn(L1)(5ATZ)] n在bc平面中的二维结构；(c) 二维(63)框架结构
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