.双苯并咪唑类的配合物制备及其表征【字数：9783】
近年来，配位聚合物因其在传感器性能、磁性、发光性和导电性等方面具有极大的潜在应用而备受人们关注。本论文设计合成了含双苯并咪唑的有机配体4,4’-二(2-苯并咪唑基)-2,2’-联吡啶（bdz）与金属离子在溶剂热条件下进行自组装，获得了一配位聚合物{[CoCl(bdz)]·3H2O }n。并采用红外光谱、荧光光谱、X射线单晶衍射等方法对配体bdz以及{[CoCl(bdz)]·3H2O }n进行了研究。
目录
1.前言 4
1.1配位聚合物的简述 4
1.2双苯并咪唑类的简介 4
1.3配位聚合物的分类 4
1.3.1含氧类配位聚合物 5
1.3.2含氮类配位聚合物 5
1.3.3含氧含氮混合配位聚合物 7
1.4配位聚合物的合成方法 7
1.5配位聚合物的影响因素 9
1.6聚合物机械变色性能在荧光传感器中的应用 12
1.6.1聚合物机械变色性质研究情况 12
1.6.2聚合物的机械变色性质在荧光传感器上实验分析 13
1.7本课题的研究目的及意义 17
2.实验部分 18
2.1实验试剂与实验仪器 18
2.1.1实验试剂 18
2.1.2实验主要仪器 18
2.2实验步骤 18
2.2.1 bdz的合成 18
2.2.2配合物{[CoCl(bdz)]3H2O }n的合成 19
3.结果讨论 20
3.1晶体结构测定与晶体数据 20
3.2晶体的结构 23
3.3红外测试 25
3.4荧光测试 25
4.结语 28
参考文献 29
致谢 31
1.前言
1.1配位聚合物的简述
配位聚合物是由金属和有机配体的自组装反应形成的。它们整合了复合聚合物和配位化合物，并表现出特殊的性能。它们在非线性光学、磁学、传感器性能、导电性和催化等领域具有良好的应用前景[1]。
1.2双苯并咪唑类的简介
双苯并咪唑是一个含 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
有氮配位原子的杂环配体 ，较容易形成氢键，而其金属配合物堆积过程中含有超分子作用力，也能够使超分子更加稳定。正是因为双苯并咪唑基团具有独特的构型，在生物活性分子中表现出良好的生物兼容性，所以容易产生多种非共价键之间的相互作用。双苯并咪唑类化合物因其具有特殊的结构、生理活性、药用价值和发光性能，可作为药物分子、催化剂、环氧树脂新型固化剂、有机合成反应的中间体、过渡金属配体、荧光探针等而应用于多种领域[24]。双苯并咪唑还是 DNA 与 RNA 中嘌呤的重要组成部分，近年来，人们比较关注其在生物活性和药理活性方面的重要应用，例如双苯并咪唑类在抗癌、抗肿瘤、抗病毒，降血压、消炎镇痛和能够抑制酶活性等方面均显示良好的药理活性[5]。除此之外，它们也能应用于一些新的领域，比如作为离子液体，是一种好的反应介质，因此在离子识别、高分子配位聚合物等方面的应用也得到较广泛的关注。
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图11 常见的双苯并咪唑类有机配体
1.3配位聚合物的分类
1.3.1含氧类配位聚合物
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图12 (a) [MM(ox)3]?阴离子三维结构，
(b) [Ru(bpy)2(ppy)][ MnIICrIII(ox)3]三维结构
含氧类配体包括含羧酸类、含磺酸类和含草酸类等。简单有机羧酸配体因为其丰富的配位能力和易于过渡金属形成配位聚合物而受到较多的关注，而草酸配体作为一种最简单的二羧酸配体，得到广泛应用[68]。
1.3.2含氮类配位聚合物
目前，含氮配体主要有五元氮杂环咪唑、三唑、四唑和六元氮杂环嘧啶、嘧啶、吡嗪等。对芳香族聚羧酸、吡啶和咪唑配体的研究最为深入。
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图13 含氮类的杂环类的有机配体结构
含4,4联吡啶配体的配位聚合物在金属配位聚合物中起着重要作用。在多维网络结构的合成中，4,4联吡啶配体最受关注。它们也是迄今为止研究最广泛的有机桥联配体。研究了从一维到三维的骨架结构，特别是4,4联吡啶与小分子有机羧酸配体的配合物[9]。
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图14 4,4bpy 分子与各种过渡金属离子构筑的部分拓扑结构
表11文献中报道的由吡啶和羧酸配体合成的一些化合物
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迄今为止已有大量多元络合物晶体结构被报道，相关的新结合的结构使新颖的构造关系在不断增多。不论是设计新的合理的多元体系还是将旧体系不断优化都是非常具有挑战性的研究。
1.3.3含氧含氮混合配位聚合物
含氧含氮混合配位聚合物最大特点就是它们不仅有氧配体的多配位模式性还有含氮配体的稳定性，所以它们的配位环境可以是多繁复杂的。我们最常见的是吡啶羧酸类配体，比如 2,4吡啶二甲酸、3,5吡啶二甲酸、异烟酸等。含氧含氮混合配位聚合物的研究还集中在Ｎ－杂环羧酸类配体上，是由于此配体骨架稳定，配位方式灵活多变，常常得到特殊性能的配位聚合物，特别是吡啶类羧酸，咪唑类羧酸、吡嗪类羧酸，三唑类羧酸等。2011年发表的Cd(OAc) ?4H2O和四氮唑羧酸酯进行合成的[Cd2(Tzc)2(H20)2]n的实验中发现了，[Cd2(Tzc)2(H20)2]n具有特殊性质，其加热超过130℃时失水成为[Cd2(Tzc)2]n，而重新冷却至室温后又回到[Cd2(Tzc)2(H20)2]n[10]。但是在加热和冷却过程中，二者空间群没有变化，但其Ｘ射线粉末衍射数据表明它们具不同的衍射图案，这说明在加热和冷却的过程发生了晶相变化，是一种特殊的可逆变化。如图15 [Cd2(Tzc)2(H20)2]n的三维骨架结构。
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图15 [Cd2(Tzc)2(H20)2]n的三维骨架结构。
近期研究表明，现在的有机配体的选择已经不再是以前单一的配体，而是两种及两种以上的有机配体相结合，尤其是含氮配位聚合物和含氧配位聚合物一起做混合配体，将带来更多的研究成果。
1.4配位聚合物的合成方法
目录
1.前言 4
1.1配位聚合物的简述 4
1.2双苯并咪唑类的简介 4
1.3配位聚合物的分类 4
1.3.1含氧类配位聚合物 5
1.3.2含氮类配位聚合物 5
1.3.3含氧含氮混合配位聚合物 7
1.4配位聚合物的合成方法 7
1.5配位聚合物的影响因素 9
1.6聚合物机械变色性能在荧光传感器中的应用 12
1.6.1聚合物机械变色性质研究情况 12
1.6.2聚合物的机械变色性质在荧光传感器上实验分析 13
1.7本课题的研究目的及意义 17
2.实验部分 18
2.1实验试剂与实验仪器 18
2.1.1实验试剂 18
2.1.2实验主要仪器 18
2.2实验步骤 18
2.2.1 bdz的合成 18
2.2.2配合物{[CoCl(bdz)]3H2O }n的合成 19
3.结果讨论 20
3.1晶体结构测定与晶体数据 20
3.2晶体的结构 23
3.3红外测试 25
3.4荧光测试 25
4.结语 28
参考文献 29
致谢 31
1.前言
1.1配位聚合物的简述
配位聚合物是由金属和有机配体的自组装反应形成的。它们整合了复合聚合物和配位化合物，并表现出特殊的性能。它们在非线性光学、磁学、传感器性能、导电性和催化等领域具有良好的应用前景[1]。
1.2双苯并咪唑类的简介
双苯并咪唑是一个含 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
有氮配位原子的杂环配体 ，较容易形成氢键，而其金属配合物堆积过程中含有超分子作用力，也能够使超分子更加稳定。正是因为双苯并咪唑基团具有独特的构型，在生物活性分子中表现出良好的生物兼容性，所以容易产生多种非共价键之间的相互作用。双苯并咪唑类化合物因其具有特殊的结构、生理活性、药用价值和发光性能，可作为药物分子、催化剂、环氧树脂新型固化剂、有机合成反应的中间体、过渡金属配体、荧光探针等而应用于多种领域[24]。双苯并咪唑还是 DNA 与 RNA 中嘌呤的重要组成部分，近年来，人们比较关注其在生物活性和药理活性方面的重要应用，例如双苯并咪唑类在抗癌、抗肿瘤、抗病毒，降血压、消炎镇痛和能够抑制酶活性等方面均显示良好的药理活性[5]。除此之外，它们也能应用于一些新的领域，比如作为离子液体，是一种好的反应介质，因此在离子识别、高分子配位聚合物等方面的应用也得到较广泛的关注。
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图11 常见的双苯并咪唑类有机配体
1.3配位聚合物的分类
1.3.1含氧类配位聚合物
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图12 (a) [MM(ox)3]?阴离子三维结构，
(b) [Ru(bpy)2(ppy)][ MnIICrIII(ox)3]三维结构
含氧类配体包括含羧酸类、含磺酸类和含草酸类等。简单有机羧酸配体因为其丰富的配位能力和易于过渡金属形成配位聚合物而受到较多的关注，而草酸配体作为一种最简单的二羧酸配体，得到广泛应用[68]。
1.3.2含氮类配位聚合物
目前，含氮配体主要有五元氮杂环咪唑、三唑、四唑和六元氮杂环嘧啶、嘧啶、吡嗪等。对芳香族聚羧酸、吡啶和咪唑配体的研究最为深入。
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图13 含氮类的杂环类的有机配体结构
含4,4联吡啶配体的配位聚合物在金属配位聚合物中起着重要作用。在多维网络结构的合成中，4,4联吡啶配体最受关注。它们也是迄今为止研究最广泛的有机桥联配体。研究了从一维到三维的骨架结构，特别是4,4联吡啶与小分子有机羧酸配体的配合物[9]。
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图14 4,4bpy 分子与各种过渡金属离子构筑的部分拓扑结构
表11文献中报道的由吡啶和羧酸配体合成的一些化合物
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迄今为止已有大量多元络合物晶体结构被报道，相关的新结合的结构使新颖的构造关系在不断增多。不论是设计新的合理的多元体系还是将旧体系不断优化都是非常具有挑战性的研究。
1.3.3含氧含氮混合配位聚合物
含氧含氮混合配位聚合物最大特点就是它们不仅有氧配体的多配位模式性还有含氮配体的稳定性，所以它们的配位环境可以是多繁复杂的。我们最常见的是吡啶羧酸类配体，比如 2,4吡啶二甲酸、3,5吡啶二甲酸、异烟酸等。含氧含氮混合配位聚合物的研究还集中在Ｎ－杂环羧酸类配体上，是由于此配体骨架稳定，配位方式灵活多变，常常得到特殊性能的配位聚合物，特别是吡啶类羧酸，咪唑类羧酸、吡嗪类羧酸，三唑类羧酸等。2011年发表的Cd(OAc) ?4H2O和四氮唑羧酸酯进行合成的[Cd2(Tzc)2(H20)2]n的实验中发现了，[Cd2(Tzc)2(H20)2]n具有特殊性质，其加热超过130℃时失水成为[Cd2(Tzc)2]n，而重新冷却至室温后又回到[Cd2(Tzc)2(H20)2]n[10]。但是在加热和冷却过程中，二者空间群没有变化，但其Ｘ射线粉末衍射数据表明它们具不同的衍射图案，这说明在加热和冷却的过程发生了晶相变化，是一种特殊的可逆变化。如图15 [Cd2(Tzc)2(H20)2]n的三维骨架结构。
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图15 [Cd2(Tzc)2(H20)2]n的三维骨架结构。
近期研究表明，现在的有机配体的选择已经不再是以前单一的配体，而是两种及两种以上的有机配体相结合，尤其是含氮配位聚合物和含氧配位聚合物一起做混合配体，将带来更多的研究成果。
1.4配位聚合物的合成方法
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