刚性四羧酸配体的新型镧系元素金属有机化合物的合成和发光特性.doc

学校代码：11071申 请 号：密 级： 新乡学院毕业设计（论文）题 目：刚性四羧酸配体的新型镧系元素金属有机化合物的合成和发光特性指导教师：张来苹职称：副教授学生姓名：XXX学号：XXX专 业：化学工程与工艺院 （系）：化学与化工学院完成时间：201X年X月X日201X年X月X日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明本声明的法律责任由本人承担论文作者签名： 日 期： 关于学位论文使用授权的声明本人同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的印刷件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权新乡学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名： 导师签名： 日 期： 目 录摘 要 1Abstract 2第1章 前言 3第2章 国内外研究综述 42.1 配位聚合物在国内外的研究进展 42.2 配位聚合物的应用 42.3 配位聚合物的分类 42.3.1 含氮杂环类配体构筑的配位聚合物 5含氧梭酸类配位聚合物 62.3.3 杂环梭基配体构筑的配位化合物 62.3.4 多酸类配位聚合物 82.4 配合物的合成方法 82.4.1 直接加成法 82.4.2 配体取代反应 92.4.3 加成和消除反应 92.4.4 氧化还原反应 92.4.5 特殊配合物的制备 102.4.6 大环模板合成反应 102.4.7 模板法合成配合物 102.4.8 水热、溶剂热法合成配合物 112.5 选题目的及意义 11第3章 实验部分 133.1 配合物的制备 133.1.1 实验试剂与仪器 133.1.2 配合物的合成 133.2 结果与讨论 143.2.1 配合物的红外光谱分析 143.2.2 配合物的热重分析 15第4章 结论 17致 谢 18参考文献 19中文译文 21英文原文 32摘 要配位聚合物的研究，不仅沟通了无机化学与有机化学的研究，而且集基础研究与应用研究于一体。

近年来，这一领域己经成为国际无机化学、晶体化学和材料化学等学科的前沿课题，具有广阔的研究空间和潜在的应用价值.手性金属有机框架作为配位聚合物的一个重要分支，因其在选择性催化、分子识别、光电、磁性、主客体交换及分子导体方面具有潜在的应用而引起了化学工作者们的关注，成为近年研究的热点然而目前报道的具有单一手性多孔的金属有机框架结构还不多本论文主要研究利用刚性配体构筑镧系金属有机化合物我们重点研究以四羧酸为配体，水热条件下生成了两种新型的同构镧系元素金属有机框架化合物1、2该化合物通过原子间的π-π键的相互作用层层向远处扩展形成三维超分子框架结构本文讨论的化合物展示了其处于室温下时在可见光区具有很强的荧光性和发光特性前景关键词：刚性四羧酸配体，溶剂热反应，镧系元素 AbstractThe research of coordination polymers not only connects inorganic and organic chemistry but also involves basic theory and applications. In recent years, this area has become the advanced study of Inorgnic chemistry, crystal chemistry and material chernistry in the intemation, which is vital varidies of material science, is fertile field and has attractive applied values. The chiral metal- organic frameworks (MOFs) as an important branch of coordination polymers, have attracted the attention of the chemical workers for the potential applications in the selective catalysis, molecular recognition, optoelectronies, magnetic properties, the main object of exchange and molecular conductors. In this thesis, the use of the rigid ligands construction lanthanide organometallics. The focus of our research became two new isomorphic lanthanide metal-organic frameworks compounds 1,2 swells tetracarboxylic acid ligand, water and heat conditions. The compound formed by the interaction between atoms of the pi-pi key layers extended to the distant three-dimensional supramolecular framework structure. This article discusses the compounds show when it is at room temperature in the visible region has a strong fluorescence and luminescence characteristics prospects. Key words: rigid tetracarboxylic acid ligand, solvothermal reaction, lanthanides第1章 前言随着二十一世纪高科技经济时代的到来，人们对新型功能材料的需求有了突飞猛进的增长。

科学家们在合成化学和材料科学领域作了大量的探索，希望能研究出更多的功能更新颖的材料配位聚合物化学便是这两个领域之间最有发展潜力的一个交叉学科之一，由于配合物独特的结构和特殊的性能，自上世纪90年代中期，国内外即有许多研究者开始投入这一领域的研究，并取得了卓越的成绩配位聚合物是有机配体和金属离子之间通过配位键方式结合而成具有高度规整的无限网络结构的配合物，其中包括一维（1D），二维（2D），三维（3D）结构同时它又是超分子化学的一个分支配位聚合物中既有共价键、配位键又包含分子间的弱作用力因此，它不同于一般的无机化合物或有机高分子化合物，它可以包括多种多样的金属离子和有机配体，具有多种结构和特殊的物理、化学性质，在很多领域表现出较好的应用前景[1]配位聚合物的发展打破了传统的有机化学和无机化学之间的界线由于其种类繁多、结构多变、并兼具有无机化合物和有机化合物的特性，且可以通过无机化学和有机化学的方法来改变它们的组成和结构，调节其性能，因而成为当今化学研究的一个重要方向它和有机化学、环境化学、物理化学、生物化学及固态化学等相互渗透，成为贯通众多学科的交叉点[2-4]在近几年的研究中，镧系元素金属有机框架化合物作为一种特殊的功能材料备受瞩目。

Ln-MOFs不仅呈现出迷人的拓扑结构，也展示了许多在科学和工也上的应用价值，例如有机转化中飞催化作用很多Ln-MOFs拥有有趣的发光特性，这些发光的特性可能会在化学感应、医学成像、生物、辐射检测和电光装置方面具有潜在的应用价值更远的来说，能发光的Ln-MOFs可能在光发射特性和微孔、磁性、感应和多通道成像造影剂结合中扮演着双重角色第2章 国内外研究综述2.1 配位聚合物在国内外的研究进展配位聚合物由于其丰富的结构及广泛的应用而引起国内外化学工作者们极大的兴趣，成为人们研究的热点当前，国内外著名学者如美国的Zubieta、日本的Fujita、法国的J.M.lehn、德国的Muller、韩国的G.K.Kim、加拿大的J.Zaworotko组等在配位聚合物领域里作了大量的工作[5]其中J.Zubieta课题组利用水热合成方法己合成了大量的无机-有机杂化的配位聚合物，其骨架结构变化多样包括具有重要意义的螺旋、手性、或三维结构的化合物[6]在国内，中山大学、南开大学、中国科学院福建物质结构所、香港科大及北京大学等一些重点高校近几年开展了大量工作并取得显著成绩[7]，但我们的研究相对国外起步较晚，由于受多方面的限制尚有差距，需要进一步拓展和深化该领域的研究[8]。

2.2 配位聚合物的应用配位聚合物是由金属中心和有机配体自组装而成的，它集无机和高分子材料的优点，表现出独特的性质，并在光学材料、磁性材料、超导材料及催化等诸多方面具有潜在的应用前景[9]另外，，配位化学结合生产实践，特别是结合材料科学和生命科学，在信息材料、电光技术、激光能源及生物技术等分子光电功能材料等方面也受到了重视、近几年，随着人们对配位聚合物的不断深入研究和探索，在应用方面的空间不断得到扩展，目前涉及到纳米材料、磁性材料、仿生和催化材料等，以及在吸附和手性分离等方面都呈现了巨大的应用前景[10]2.3 配位聚合物的分类配位聚合物分类方法有多种，按骨架结构可以分为一维链状化合物、二维层状化合物以及三维网状化合物；按金属中心离子类别，可以分为过渡金属配位聚合物、稀土金属配位聚合物、碱金属配位聚合物和碱土金属配位聚合物等；按金属中心离子数目，可以分为单核、双核、三核、四核等多核的配位聚合物；按功能，可以分为发光、磁性、导电、微孔材料等；按配体的类别，可以分为含梭酸类配体、含氮杂环类配体和含梭酸及氮杂环混合类配体的配位聚合物等在配位聚合物的合成过程中，有机配体起着关键性的作用，配体种类的不同不仅直接影响着聚合物的合成，而且还涉及到聚合物的空间结构问题。

根据有机配体的种类不同将当前配位聚合物类型主要概括为几种2.3.1 含氮杂环类配体构筑的配位聚合物该类聚合物一般是通过毗睫及其衍生物与过渡金属盐反应而获得的含氮杂环类配体种类繁多，其中高效、应用广泛地有2,2′－联吡啶、4,4′－联吡啶及邻一菲罗琳2,2′－联吡啶、邻一菲罗琳是优良的鳌合配体4,4′－联吡啶是刚性二齿配体，可以与多种金属盐反应生成配位聚合物，也能构筑出多种多样的空间结构其中包括直线链、之字链（如图2.1）、方格形（如图2.2） 、螺旋链、金刚石形、长方形、六角形洞穴、梯形、铁轨形及八面体形等结构类型，以及主客体化合物[11]图2.1 之字形的配位聚合物[{Zn。