咔唑羧酸金属配合物的合成及性质研究
咔唑羧酸金属配合物的合成及性质研究[20200413194029]
摘 要
本文用咔唑-9-对甲基苯甲酸（cmba）与Co(ClO4)2反应，挥发法合成得到一个单核钴配合物Co(CH3OH)2(H2O)2(cmba)2，测定其晶体结构。化合物1的晶体数据：C42H40CoN2O8，Mr = 759.69 ，a = 24.719(3) ?，b = 5.9331(7) ?，c = 12.8651(15) ?，α =90.00o，β = 92.766(2)o， γ = 90.00o，V =1884.6(4) ?3，Z = 2，T = 291(2) K，D = 1.339 mg/m3，μ = 0.511 mm-1 。晶体为单核结构。中心金属Co2+与两个来自于cmba上羧酸的氧原子、两个甲醇上的氧原子和两个水上的氧原子结合配位形成扭曲的空间八面体配位构型。
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关键字:钴配合物咔唑羧酸合成晶体结构
目 录
1.前 言 1
1.1咔唑配体及其金属配合物 1
1.1.1 咔唑化合物的性能及应用 1
1.1.2 咔唑配合物的研究现状............................................................................3
1.2含羧酸配体的金属配合物................................................................................3
1.2.1 合成方法 4
1.2.2 配位方式 4
1.2.3 含氮杂环羧酸配合物的研究现状 5
1.2.4 羧酸钴配合物的研究现状........................................................................7
1.3 本论文的研究内容 8
2.实验部分 9
2.1 试剂与仪器 9
2.1.1 主要药品 9
2.1.2 主要仪器 9
2.2 实验过程 11
2.2.1 配体咔唑-9-对甲基苯甲酸的合成 11
2.2.2 配合物的合成 11
2.3 晶体结构数据收集 11
3.结果与讨论 13
3.1 实验讨论..........................................................................................................13
3.2 红外光谱..........................................................................................................14
3.2.1 咔唑-9-对甲基苯甲酸的红外图 15
3.3 配合物的晶体结构讨论 15
3.3.1 配合物Co(CH3OH)2(H2O)2(cmba)2的晶体结构 15
4.小 结 16
参考文献 18
致 谢 20
1.前 言
配位化学它是一门研究金属的原子或离子在和无机、有机离子或分子相互结合，得到一种稳定的配位化合物，在此基础上对该配位化合物的特点和它们成键、结构、相互反应、分类方法和制取的学科。
18世纪初首次出现了配合物的概念，在1798年科学工作者们才从真正意义上发现稳定的配合物，采用CoC13与NH3反应形成CoC13·6NH3 ，这种配合物的稳定性非常好。这为研究人员对其结构和性质研究提供了稳定的保障，揭开了对配合物研究的大幕。
1.1咔唑类配体及其金属配合物
1.1.1 咔唑类配合物的性能和应用
从咔唑的结构上可以看出它有含氮的杂环，研究发现在它的分子内部有较大的共轭体系，电子在分子内部的转移强度非常大，由于这些特征使其在材料尤其是功能材料上有着特殊的性能和良好的生物活性。在染料、颜料、光电材料、信息材料等上面有很多的有价值的应用（如用它生产颜料永固紫RL，广泛用于汽车面漆和耐高温塑料着色，有耐高温、耐紫外光的优点）。不仅如此，还可以在刚性咔唑环上特别是环上的3，6,9位可以非常轻松的引入多种功能基，这就使得咔唑类配合物的种类繁多，功能上面独特多变。在空穴传输材料方面咔唑类配合物也有着很好的应用。Hong首先发现VCz具有光导性能。他研究发现，当咔唑在紫外光区中时，具有很强的吸收紫外光的能力，不仅如此，它的光敏性也能够延伸到整个范围。但是它们的电荷在生成过程的机理上面又有着各不相同的表现。在可见光和红外光谱中，隐藏的杂质和截留基的光离子化作用能使光生作用发生。在固有光谱中给电子分子基团或激基缔合物能够发生变化，这些现象均证明了VCz这种配合物具有光导性能。咔唑类化合物不仅具有光导性能，由于咔唑类化合物有着良好的空穴传输能力，传输效果好，因此它在有机光敏染料方面也有了快速的发展，它被开发成太阳能电池器件已经得到了人们普遍的重视。在医药领域也有它们的身影，科研工作者们从植物中提炼了很多有生物活性的咔唑类生物碱，咔唑类生物碱最为化学家们的重视，它们有着非常好的生物活性，对蛋白酶有着不错的抑制效果。超分子化学也是由于咔唑大环共轭体系的刚性骨架结构而得到了迅速的发展，它们的这种性质在超分子材料、药物、人工受体、分子探针等方面都有了大大小小的应用，人们对其进一步的相关研究仍在不断的探求着。时至今日，人们对咔唑类化合物的研究与开发利用已经越来越多，它们的发展非常的迅速，这些不断研究探讨出的理论成果将会在它下一步的实际应用中提供很有利的帮助。
咔唑类配合物上由于存在特殊的稠环结构和大的共轭体系的表现，这些性能在光电材料方面，具有很好的光电性，在实际应用中有着非常实用的价值。
宁波大学的徐清、刘羡春教授采用乙烯基咔唑与二(2-苯基吡啶)(对乙烯基苯甲酸)合铱Ir(ppy)2(VBA)共聚制得了一种含重金属铱配合物的新型聚合物（见图1）。通过元素和光谱分析这种铱配合物有较短的三线态寿命，在室温下具有较高的发光效率和较强的磷光效应，发光材料的薄膜结构保持稳定、抑制结晶，有助于延长器件寿命。另一方面，由于其成膜性能好，它在器材打印、喷涂方面有很好的应用。
图1重金属铱配合物的新型聚合物
咔唑基团具有独特的刚性平面结构，良好的刚性在大部分空穴传输材料上有着很多的应用。例如化学上经常用到的聚乙烯咔唑( PVK)，它作为一种光导体在空穴传输材料上常可见到它的身影。它在作为空穴传输的结构机理上表现出了两方面的特征，一方面，亲电N 原子通过诱导可以将双键上的电子吸收过来；再者，N上的空轨道中没有被共用的电子在次通过共轭效应将其传输到双键上使双键上的电子富电子化，当然在此中诱导效应是小于共轭效应的，这就决定了PVK 在空穴传输材料上面有很强的传输能力。我们花费大量的人力、物力去研究咔唑配合物在空穴传输材料上的应用，主要由于空穴传输材料对有机电致发光器件的性能有很大影响。据报道, 空穴传输材料的能量势垒决定了器件的使用寿命, 同时玻璃化温度也对器件的热稳定性产生影响。因此对空穴传输材料有很高的要求, 它应该具备成膜性能, 传输能力和玻璃化转移温度好等这些显著性特点。下面我们将列出科学工作者在咔唑配合物在空穴传输材料和电致发光方面的研究。
图2 空穴传输材料 PVK 图3 芳香胺结构的配合物
1.1.2 咔唑类配合物的研究现状
咔唑基团在种类上丰富多样，因为咔唑环上的3,6,9位特别容易被其他的配体、官能团所取代而形成一种新的配合物。它在结构性质上有着较大的共轭体系，空间结构呈现出刚性和平面的特征。分子内部的电子有着较强的离域特性，生物相容性方面也有着很好的体现。通常咔唑基团作为富电子给体与电子受体结合生成功能性的材料。不足的是咔唑自身没有配位点，而羧基在配位模式上多种多样、灵活多变，在配合物的组装上应用非常的广泛。目前越来越多的科研工作者在对咔唑类配合物研究的同时引进了在配位方式上灵活多变的羧基，两者组合应用具有非常好的前景。
摘 要
本文用咔唑-9-对甲基苯甲酸（cmba）与Co(ClO4)2反应，挥发法合成得到一个单核钴配合物Co(CH3OH)2(H2O)2(cmba)2，测定其晶体结构。化合物1的晶体数据：C42H40CoN2O8，Mr = 759.69 ，a = 24.719(3) ?，b = 5.9331(7) ?，c = 12.8651(15) ?，α =90.00o，β = 92.766(2)o， γ = 90.00o，V =1884.6(4) ?3，Z = 2，T = 291(2) K，D = 1.339 mg/m3，μ = 0.511 mm-1 。晶体为单核结构。中心金属Co2+与两个来自于cmba上羧酸的氧原子、两个甲醇上的氧原子和两个水上的氧原子结合配位形成扭曲的空间八面体配位构型。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:钴配合物咔唑羧酸合成晶体结构
目 录
1.前 言 1
1.1咔唑配体及其金属配合物 1
1.1.1 咔唑化合物的性能及应用 1
1.1.2 咔唑配合物的研究现状............................................................................3
1.2含羧酸配体的金属配合物................................................................................3
1.2.1 合成方法 4
1.2.2 配位方式 4
1.2.3 含氮杂环羧酸配合物的研究现状 5
1.2.4 羧酸钴配合物的研究现状........................................................................7
1.3 本论文的研究内容 8
2.实验部分 9
2.1 试剂与仪器 9
2.1.1 主要药品 9
2.1.2 主要仪器 9
2.2 实验过程 11
2.2.1 配体咔唑-9-对甲基苯甲酸的合成 11
2.2.2 配合物的合成 11
2.3 晶体结构数据收集 11
3.结果与讨论 13
3.1 实验讨论..........................................................................................................13
3.2 红外光谱..........................................................................................................14
3.2.1 咔唑-9-对甲基苯甲酸的红外图 15
3.3 配合物的晶体结构讨论 15
3.3.1 配合物Co(CH3OH)2(H2O)2(cmba)2的晶体结构 15
4.小 结 16
参考文献 18
致 谢 20
1.前 言
配位化学它是一门研究金属的原子或离子在和无机、有机离子或分子相互结合，得到一种稳定的配位化合物，在此基础上对该配位化合物的特点和它们成键、结构、相互反应、分类方法和制取的学科。
18世纪初首次出现了配合物的概念，在1798年科学工作者们才从真正意义上发现稳定的配合物，采用CoC13与NH3反应形成CoC13·6NH3 ，这种配合物的稳定性非常好。这为研究人员对其结构和性质研究提供了稳定的保障，揭开了对配合物研究的大幕。
1.1咔唑类配体及其金属配合物
1.1.1 咔唑类配合物的性能和应用
从咔唑的结构上可以看出它有含氮的杂环，研究发现在它的分子内部有较大的共轭体系，电子在分子内部的转移强度非常大，由于这些特征使其在材料尤其是功能材料上有着特殊的性能和良好的生物活性。在染料、颜料、光电材料、信息材料等上面有很多的有价值的应用（如用它生产颜料永固紫RL，广泛用于汽车面漆和耐高温塑料着色，有耐高温、耐紫外光的优点）。不仅如此，还可以在刚性咔唑环上特别是环上的3，6,9位可以非常轻松的引入多种功能基，这就使得咔唑类配合物的种类繁多，功能上面独特多变。在空穴传输材料方面咔唑类配合物也有着很好的应用。Hong首先发现VCz具有光导性能。他研究发现，当咔唑在紫外光区中时，具有很强的吸收紫外光的能力，不仅如此，它的光敏性也能够延伸到整个范围。但是它们的电荷在生成过程的机理上面又有着各不相同的表现。在可见光和红外光谱中，隐藏的杂质和截留基的光离子化作用能使光生作用发生。在固有光谱中给电子分子基团或激基缔合物能够发生变化，这些现象均证明了VCz这种配合物具有光导性能。咔唑类化合物不仅具有光导性能，由于咔唑类化合物有着良好的空穴传输能力，传输效果好，因此它在有机光敏染料方面也有了快速的发展，它被开发成太阳能电池器件已经得到了人们普遍的重视。在医药领域也有它们的身影，科研工作者们从植物中提炼了很多有生物活性的咔唑类生物碱，咔唑类生物碱最为化学家们的重视，它们有着非常好的生物活性，对蛋白酶有着不错的抑制效果。超分子化学也是由于咔唑大环共轭体系的刚性骨架结构而得到了迅速的发展，它们的这种性质在超分子材料、药物、人工受体、分子探针等方面都有了大大小小的应用，人们对其进一步的相关研究仍在不断的探求着。时至今日，人们对咔唑类化合物的研究与开发利用已经越来越多，它们的发展非常的迅速，这些不断研究探讨出的理论成果将会在它下一步的实际应用中提供很有利的帮助。
咔唑类配合物上由于存在特殊的稠环结构和大的共轭体系的表现，这些性能在光电材料方面，具有很好的光电性，在实际应用中有着非常实用的价值。
宁波大学的徐清、刘羡春教授采用乙烯基咔唑与二(2-苯基吡啶)(对乙烯基苯甲酸)合铱Ir(ppy)2(VBA)共聚制得了一种含重金属铱配合物的新型聚合物（见图1）。通过元素和光谱分析这种铱配合物有较短的三线态寿命，在室温下具有较高的发光效率和较强的磷光效应，发光材料的薄膜结构保持稳定、抑制结晶，有助于延长器件寿命。另一方面，由于其成膜性能好，它在器材打印、喷涂方面有很好的应用。
图1重金属铱配合物的新型聚合物
咔唑基团具有独特的刚性平面结构，良好的刚性在大部分空穴传输材料上有着很多的应用。例如化学上经常用到的聚乙烯咔唑( PVK)，它作为一种光导体在空穴传输材料上常可见到它的身影。它在作为空穴传输的结构机理上表现出了两方面的特征，一方面，亲电N 原子通过诱导可以将双键上的电子吸收过来；再者，N上的空轨道中没有被共用的电子在次通过共轭效应将其传输到双键上使双键上的电子富电子化，当然在此中诱导效应是小于共轭效应的，这就决定了PVK 在空穴传输材料上面有很强的传输能力。我们花费大量的人力、物力去研究咔唑配合物在空穴传输材料上的应用，主要由于空穴传输材料对有机电致发光器件的性能有很大影响。据报道, 空穴传输材料的能量势垒决定了器件的使用寿命, 同时玻璃化温度也对器件的热稳定性产生影响。因此对空穴传输材料有很高的要求, 它应该具备成膜性能, 传输能力和玻璃化转移温度好等这些显著性特点。下面我们将列出科学工作者在咔唑配合物在空穴传输材料和电致发光方面的研究。
图2 空穴传输材料 PVK 图3 芳香胺结构的配合物
1.1.2 咔唑类配合物的研究现状
咔唑基团在种类上丰富多样，因为咔唑环上的3,6,9位特别容易被其他的配体、官能团所取代而形成一种新的配合物。它在结构性质上有着较大的共轭体系，空间结构呈现出刚性和平面的特征。分子内部的电子有着较强的离域特性，生物相容性方面也有着很好的体现。通常咔唑基团作为富电子给体与电子受体结合生成功能性的材料。不足的是咔唑自身没有配位点，而羧基在配位模式上多种多样、灵活多变，在配合物的组装上应用非常的广泛。目前越来越多的科研工作者在对咔唑类配合物研究的同时引进了在配位方式上灵活多变的羧基，两者组合应用具有非常好的前景。
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