苯并咪唑衍生物荧光材料的制备与表征(附件)【字数：14635】
本文首先以邻苯二胺，2-氯烟酸和多聚磷酸PPA为原料制备出BMOP（BMOP=3-(1H-benzo[d]imidazol-2-yl)pyridin-2(1H)-one），再用BMOP和2，6萘二羧酸为配体与四水硝酸镉和六水硝酸锌通过溶剂热法在DMF和水的混合溶液中，温度120℃，烘3天，得到目标产物MOF-Cd和MOF-Zn。然后我们通过CCD探测仪对我们制备的两种配合物进行了晶体结构测定。在室温下，我们测得了所合成配合物的一些物理性质，相对分子质量、晶胞体积、Z值、S值、R值等晶胞参数,并且列出了所合成配合物的主要键长、键角。另外，通过实验数据我们绘出了所得晶体的配位环境图，弱相互作用图，拓扑图和堆积图。实验结果表明MOF-Cd结晶在monoclinic晶系，P21/c空间群，其晶胞参数a = 7.986(3)?，b = 11.937(5)?，c = 14.863(6)?，α = 90.00°，β = 91.219(4)°，γ = 90.00°，V = 1416.6(10)? 3；MOF-Zn结晶在tetragonal晶系，I41/a空间群，其晶胞参数a = 21.085(3)?，b = 21.085(3)?，c =15.287(4)?，α = 90.00°，β = 90.00°，γ = 90.00°，V = 6769(3)? 3。两种化合物MOF-Cd和MOF-Zn都具有荧光，发蓝光。具有荧光是受到配体BMOP的影响。关键词苯并咪唑衍生物；金属配合物；荧光
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题背景 1
1.1.1苯并咪唑及其衍生物 1
1.1.2MOFs材料简介 2
1.2选题的目的与意义 2
1.3苯并咪唑及其衍生物 3
1.3.1苯并咪唑及其衍生物的应用 3
1.4 MOFs材料的发展和应用 4
1.4.1 MOFs发展 5
1.4.2 MOFs的结构特点 5
1.4.3 MOFs材料的分类 6
1.4.5 MOFs材料的合成 6
1.4.6 MOFs材料的应用 7
1.5 本实验的研究目的 8
第二章 实验部分 9
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
2.1实验仪器 9
2.2实验药品 9
2.3 配合物的制备 10
2.3.1 配体BMOP的制备 10
2.3.2 MOFCd的制备 10
2.3.3 MOFZn的制备 12
2.4晶体结构解析 12
第三章 结果与讨论 14
3.1化合物MOFCd的表征及荧光性能 14
3.1.1化合物MOFCd的晶体结构 14
3.1.2化合物MOFCd的单晶粉末衍射（PXRD） 18
3.1.3化合物MOFCd的热重分析 19
3.1.4化合物MOFCd的荧光性能 19
3.2化合物MOFZn的表征与荧光性能 22
3.2.1化合物MOFZn的晶体结构以及结构图 22
3.2.2化合物MOFZn的单晶粉末衍射（PXRD） 28
3.2.3化合物MOFZn的热重分析 29
3.2.4化合物MOFZn的荧光性能 30
实验结论 31
致 谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1选题背景
1.1.1苯并咪唑及其衍生物
些年来关于苯并咪唑及其衍生物的研究越来越得到人们的关注，使得很多研究者加入研究苯并咪唑及其衍生物的行列。
苯并咪唑类分子式含有苯环咪唑是一类含有两个氮原子的五元杂环化合物，是核糖核酸和脱氧核糖核酸中嘌呤的组成分，环内五个原子同处于一个平面，构成 6 个 π 电子离域芳香体系。咪唑环上一个 SP2杂化的氮原子上有一对未成对电子，因为非中心对称的结构，咪唑环具有特异的共轭酸碱性，能较强的接受质子或与供电子试剂发生作用[1]。基于上述特性，咪唑及其衍生物在生物活性模拟、配位络合以及药物化学等方面具有重要的作用。苯并咪唑作为咪唑的衍生物，不仅具有咪唑环的基本性质。而且因为具有苯环，苯并咪唑的电子离域体系稳定性更高[2]。由于苯并咪唑化合物独特的化学结构和电子效应，决定了它必然是一类药物中间体。它的衍生物具有一些生理活性。
苯并咪唑C7H6N2，分子量118.13，为白色晶体。熔点170℃，沸点大于360℃。几乎不容于大多数有机溶剂，能溶于强酸强碱溶液。
苯并咪唑是一种含有两个氮原子的杂环化合物[3]，随着杂环化学的研究越发的深入，以苯并咪唑为母体的苯并咪唑类化合物被大量的制作出来。因为苯并咪唑具有独特的生理活性、反应活性以及诸多优良特性，苯并咪唑及其衍生物被大量的用在高性能复合材料、电子化学品、金属防腐、感光材料、生物、医药等领域[4,5]。也正因为如此，这和咪唑环的杂环芳香族有机化合物，具有抗肿瘤、抗菌等生物活性，在药学和医学领域具有广泛的使用。同时由于其特殊的杂环结构和独特的电子效应，使得该类衍生物成为一类非常重要的有机合成中间体，也可用作过渡金属配体、金属表面处理剂等[6,7]。
苯并咪唑衍生物是以苯并咪唑为母体合成的一类化合物，由于其具有苯环和咪唑环，所以苯并咪唑衍生物具有很多独特的性质。因为苯并咪唑衍生物及其金属配合物的良好的生物活性，使得它可作为药物中间体，制备出一系列的杀菌杀毒药剂。含咪唑环的苯并咪唑及其衍生物在抗真菌、镇痛消炎、抗风湿、驱虫等方面有很重要的药用价值。因为此类分子具有特殊的结构、生理活性和反应活性等，所以应用十分广泛[8,9]。除去在医药学的应用外，苯并咪唑衍生物常常作为缓蚀剂用于金属防腐蚀方面。此外，还用于合成感光材料、高性能复合材料等。
1.1.2 MOFs材料简介
MOFs是金属有机骨架化合物的简称，是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。MOFs是一种有机无机杂化材料，也叫做配位聚合物，它既不同于无机多空材料，也不同于一般的有机配合物[10]。融合了无机材料和有机材料的优点，在材料的强度和柔软性方面具有单一无机或有机材料不具备的特性。由于其独特的性质，使其在现代材料研究方面展现出巨大的发展潜力和诱人的发展前景。
金属有机骨架是由含氧、氮等多齿有机配体与过渡金属离子自组装而形成的配位聚合物。早在20世纪90年代中期，第一类MOFs材料就被制作出来但是孔隙率和化学稳定性都不高，所以并不能应用在实际的生产中。因此，科学家开始研究用新的离子和配体制作新的金属有机骨架。目前已经有大量的金属骨架被合成出来，主要是含羧基有机阴离子配体为主，或与含氮杂环有机中性配体共同使用。这些金属骨架中大多具有高的孔隙率和好的化学稳定性。因为具有高的孔隙率，这些材料常常被用来储存气体。由于能自由的控制孔的结构和大小并且比表面积大，MOFs比其他的多孔材料具有更好的应用前景，如吸附分离氢气、催化剂、磁性材料、光学材料等。另外，MOFs作为一种超低密度多孔材料，在存储大量的氢气和甲烷等燃料气方面具有很大潜力，将为下一代交通工具提供方便的能源。
1.2选题的目的与意义
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题背景 1
1.1.1苯并咪唑及其衍生物 1
1.1.2MOFs材料简介 2
1.2选题的目的与意义 2
1.3苯并咪唑及其衍生物 3
1.3.1苯并咪唑及其衍生物的应用 3
1.4 MOFs材料的发展和应用 4
1.4.1 MOFs发展 5
1.4.2 MOFs的结构特点 5
1.4.3 MOFs材料的分类 6
1.4.5 MOFs材料的合成 6
1.4.6 MOFs材料的应用 7
1.5 本实验的研究目的 8
第二章 实验部分 9
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
2.1实验仪器 9
2.2实验药品 9
2.3 配合物的制备 10
2.3.1 配体BMOP的制备 10
2.3.2 MOFCd的制备 10
2.3.3 MOFZn的制备 12
2.4晶体结构解析 12
第三章 结果与讨论 14
3.1化合物MOFCd的表征及荧光性能 14
3.1.1化合物MOFCd的晶体结构 14
3.1.2化合物MOFCd的单晶粉末衍射（PXRD） 18
3.1.3化合物MOFCd的热重分析 19
3.1.4化合物MOFCd的荧光性能 19
3.2化合物MOFZn的表征与荧光性能 22
3.2.1化合物MOFZn的晶体结构以及结构图 22
3.2.2化合物MOFZn的单晶粉末衍射（PXRD） 28
3.2.3化合物MOFZn的热重分析 29
3.2.4化合物MOFZn的荧光性能 30
实验结论 31
致 谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1选题背景
1.1.1苯并咪唑及其衍生物
些年来关于苯并咪唑及其衍生物的研究越来越得到人们的关注，使得很多研究者加入研究苯并咪唑及其衍生物的行列。
苯并咪唑类分子式含有苯环咪唑是一类含有两个氮原子的五元杂环化合物，是核糖核酸和脱氧核糖核酸中嘌呤的组成分，环内五个原子同处于一个平面，构成 6 个 π 电子离域芳香体系。咪唑环上一个 SP2杂化的氮原子上有一对未成对电子，因为非中心对称的结构，咪唑环具有特异的共轭酸碱性，能较强的接受质子或与供电子试剂发生作用[1]。基于上述特性，咪唑及其衍生物在生物活性模拟、配位络合以及药物化学等方面具有重要的作用。苯并咪唑作为咪唑的衍生物，不仅具有咪唑环的基本性质。而且因为具有苯环，苯并咪唑的电子离域体系稳定性更高[2]。由于苯并咪唑化合物独特的化学结构和电子效应，决定了它必然是一类药物中间体。它的衍生物具有一些生理活性。
苯并咪唑C7H6N2，分子量118.13，为白色晶体。熔点170℃，沸点大于360℃。几乎不容于大多数有机溶剂，能溶于强酸强碱溶液。
苯并咪唑是一种含有两个氮原子的杂环化合物[3]，随着杂环化学的研究越发的深入，以苯并咪唑为母体的苯并咪唑类化合物被大量的制作出来。因为苯并咪唑具有独特的生理活性、反应活性以及诸多优良特性，苯并咪唑及其衍生物被大量的用在高性能复合材料、电子化学品、金属防腐、感光材料、生物、医药等领域[4,5]。也正因为如此，这和咪唑环的杂环芳香族有机化合物，具有抗肿瘤、抗菌等生物活性，在药学和医学领域具有广泛的使用。同时由于其特殊的杂环结构和独特的电子效应，使得该类衍生物成为一类非常重要的有机合成中间体，也可用作过渡金属配体、金属表面处理剂等[6,7]。
苯并咪唑衍生物是以苯并咪唑为母体合成的一类化合物，由于其具有苯环和咪唑环，所以苯并咪唑衍生物具有很多独特的性质。因为苯并咪唑衍生物及其金属配合物的良好的生物活性，使得它可作为药物中间体，制备出一系列的杀菌杀毒药剂。含咪唑环的苯并咪唑及其衍生物在抗真菌、镇痛消炎、抗风湿、驱虫等方面有很重要的药用价值。因为此类分子具有特殊的结构、生理活性和反应活性等，所以应用十分广泛[8,9]。除去在医药学的应用外，苯并咪唑衍生物常常作为缓蚀剂用于金属防腐蚀方面。此外，还用于合成感光材料、高性能复合材料等。
1.1.2 MOFs材料简介
MOFs是金属有机骨架化合物的简称，是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。MOFs是一种有机无机杂化材料，也叫做配位聚合物，它既不同于无机多空材料，也不同于一般的有机配合物[10]。融合了无机材料和有机材料的优点，在材料的强度和柔软性方面具有单一无机或有机材料不具备的特性。由于其独特的性质，使其在现代材料研究方面展现出巨大的发展潜力和诱人的发展前景。
金属有机骨架是由含氧、氮等多齿有机配体与过渡金属离子自组装而形成的配位聚合物。早在20世纪90年代中期，第一类MOFs材料就被制作出来但是孔隙率和化学稳定性都不高，所以并不能应用在实际的生产中。因此，科学家开始研究用新的离子和配体制作新的金属有机骨架。目前已经有大量的金属骨架被合成出来，主要是含羧基有机阴离子配体为主，或与含氮杂环有机中性配体共同使用。这些金属骨架中大多具有高的孔隙率和好的化学稳定性。因为具有高的孔隙率，这些材料常常被用来储存气体。由于能自由的控制孔的结构和大小并且比表面积大，MOFs比其他的多孔材料具有更好的应用前景，如吸附分离氢气、催化剂、磁性材料、光学材料等。另外，MOFs作为一种超低密度多孔材料，在存储大量的氢气和甲烷等燃料气方面具有很大潜力，将为下一代交通工具提供方便的能源。
1.2选题的目的与意义
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