基本信息
- 项目名称：
- 线型桥连型双吡唑碘化亚铜配位化合物的控制合成与发光性质研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文主要利用合成的配体1,4-二（3-甲基-5-苯基吡唑）苄苯，通过不同的反应条件，合成了两种含不同碘铜簇为结构单元的配位聚合物。晶体结构表征和发光性质研究表明，这两种配合物中碘铜簇中碘和铜原子的数目对配合物的光致发光性质有重要的影响。
- 详细介绍：
- 吡唑配体在构筑三核簇形成一维、二维结构发展相对比较成熟，然而利用联吡唑类的配体构筑成三维结构却相对比较少。线性配体有一定的柔性和长度，这样有利于形成比较大的孔洞和穿插。 基于这两点的考虑，我们通过对铜簇发光性质设计和合成了配体1,4-二（3-甲基-5-苯基吡唑）苄苯 通过碘和铜比例不同形成不同核数的碘化亚铜簇作为光致发光性质研究载体，碘化亚铜簇的大小不同可以通过实验条件来调控相应配合物穿插的数目。用带有不同位阻效应的桥联型双吡唑配体将碘化亚铜簇连接出去形成具有不同发光性质，结构新颖的三维中性穿插结构。通过实验，我们成功地合成了配合物1与配合物2，并对其合成条件及结构进行探究，发现通过温度，pH，比例和合成方法的不同，可以形成不同核数碘化亚铜簇，从而调控配合物不同数目的穿插，同时通过配体上取代基位阻效应不同研究金属簇配合物的发光性质。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 晶体学研究是最近几年的热门，但还是没能准确解释影响单晶生成的规律。本实验通过改变反应物比例，pH对晶体形态进行调控，成功合成两种晶体，并成功分离。能通过控制pH，反应物比例控制合成晶体，对晶体学研究具有很大的参考价值。文章基 本思路：先介绍项目背景，包括研究状况，碘铜簇发光机理的解释和选题意义。接着介绍实验部分，包括配体合成；晶体的合成，调控分离；表征。最后对数据进行整理讨论。
科学性、先进性及独特之处
- 配体1,4-二(3-甲基-5-苯基吡唑)苄苯和CuI在溶剂热条件下同时得到一个以Cu4I4簇为结构单元的五重穿插的配合物1和以Cu8I8簇为结构单元的四重穿插的配合物2。通过对反应温度和pH的调节，成功地分别得到了这两种配合物的晶体，从而达到了通过反应条件来调控了配合物结构目的。通过对发光光谱的表征，研究了这两种配合物的结构与发光性质间的关系，为探讨物质的结构与性质间的关系奠定了一定的基础。
应用价值和现实意义
- 通过用不同的反应条件，成功地合成出两种不同核数，且发光性质不同的配合物，并探讨了反应条件对结构的影响、配合物的结构与发光性质间的关系。 通过对比两种不同核数的配合物的发光性质，说明了铜簇中的金属中心越多，则发射光谱会发生红移。 本文章为研究具有关光致发光性质的碘化亚铜簇配合物提供了一些借鉴的研究思路。
学术论文摘要
- 本文主要利用合成的配体1,4-二（3-甲基-5-苯基吡唑）苄苯，通过不同的反应条件，合成了两种含不同碘铜簇为结构单元的配位聚合物。晶体结构表征和发光性质研究表明，这两种配合物中碘铜簇中碘和铜原子的数目对配合物的光致发光性质有重要的影响。
获奖情况
- 2009年度理学院大学生课外科技立项项目科技立项一等奖 汕头大学第七届“挑战杯”课外科技作品大赛自然科学类论文一等奖
鉴定结果
- 该作品在探讨和研究反应条件对配合物的结构的影响，配合物的结构与光致发光性质间的关系方面具有较为重要的意义，为研究合成-结构-性质三者间的关系奠定了一定的基础。
参考文献
- 无
同类课题研究水平概述
- 在d10金属簇配合物中，因可能存在着亲金属作用而使配合物的结构具有多样性。反应条件对配合物的结构有着较大的影响。研究合成条件与物质结构间的关系是配位化学的一个重要内容。如我校李丹教授分别报道了温度对配合物结构的影响，温度较低(140ºC)时得到了一种戒指状的十二核硫铜簇配合物，而在较高温度(160ºC)下则得到了一种十二连接的高度对称的配合物。 研究这类配合物的结构与光致发光性质一直是配位化学的一个研究热点。我国香港大学的V. W. W. Yam（任咏华）院士对Au(I)、Cu(I)的相关配合物光致发光性质作了比较深入的研究。Hardt、 Pierre和P. C. Ford对Cu4I4L4 配合物光致发光性质不仅从实验上而且还从理论上进行了深入和全面的研究。 研究表明，当配体L为饱和有机配体时配合物中只存在低能发射带（最大发射峰在540nm到580nm间），归结为簇为中心的电荷跃迁（Cluster-Centered Charge Transfer, CC）,而当配体为不饱和有机配体时，在低温下还存在一个高能级的发射带（最大发射峰在420nm到480nm间），这可归结为卤素到配体的电荷跃迁（Halide-to-Ligands Charge Transfer, XLCT）。 因铜价格便宜，容易合成，化学界对铜簇的发光性质研究较多。这类铜簇配合物的光致发光性质与簇铜铜距离有很大的关系，铜铜距离越小于Cu-Cu范德华半径之和2.8Å，发射光谱越强，并且容易发生较大的红移，此时将发光机制归结为金属到金属中心的电荷转移(MMCT）。MMCT由于铜铜距离有较大变化和金属簇配合物构型有较大的扭曲，从而降低其最高占有轨道和最低空轨道至之间的能级差，所以表现出较大的红移现象
