基本信息
- 项目名称：
- 基于氨基酸衍生物为配体配位聚合物的合成与性能研究
- 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：
- 合成配位聚合物的关键是金属离子和有机配体的选择，而Zn(Ⅱ)和氨基酸衍生物对甲苯磺酰谷氨酸(H2tsgluO)具有优良的配位性能。我们在其它条件相同，浓度不同的条件下由水热法合成出两个组成、结构都不同的配合物，用元素分析、红外光谱及热重分析对配合物进行了表征，用X-射线单晶衍射测定了晶体结构。室温液态荧光测试显示，配合物1和2具有荧光性质。
- 详细介绍：
- 本论文介绍了两个配合物的合成及性能研究。配位聚合物因其具有多种诱人的拓扑结构，一直是配位化学、超分子化学、生物无机化学及材料科学等领域的热点研究课题之一，在光、电、磁、催化、离子交换、吸附、生物活性及信息存储等方面具有着潜在的应用价值。合成配位聚合物的关键是金属离子和有机配体的选择，而Zn(Ⅱ)和氨基酸衍生物对甲苯磺酰谷氨酸(H2tsgluO)具有优良的配位性能。因此，我们选用Zn(CH3COO)2•2H2O，H2tsgluO 和1，10′-phen，在其它条件相同，浓度不同的条件下由水热法合成出两个组成、结构都不同的配合物{Zn(C12H8N2)(C12H13NO6S)}n(1)和{[Zn2(C12H8N2)2 (H2O)2](C12H13NO6S)2}(2)。用元素分析、红外光谱及热重分析对配合物进行了表征，用X-射线单晶衍射测定了晶体结构。配合物1中Zn（Ⅱ）与来自3个tsgluO2-基团的3个O原子和1个phen分子的2个N原子配位，形成变形的三角双锥结构，并通过tsgluO2-的α-、γ-羧基氧连接形成了沿a轴一维梯状链结构，而配合物2为双核配合物，Zn（Ⅱ）与来自2个tsgluO2-基团的3个O原子，一个phen分子的2个N原子和配位H2O分子的1个O原子配位，形成变形八面体结构，相邻分子通过氢键作用形成沿c轴方向的一维超分子链。由此可见，不同反应浓度条件导致在两个化合物中Zn(II)和tsgluO2-采取了不同的配位模式，从而得到组成、结构完全不同的两种配合物。室温液态荧光测试显示，配合物1和2分别在280-330nm范围内有弱的发射，在367 nm 处，380 nm 处均有较强的发射,具有荧光性质。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 配位聚合物的设计合成是化学中的重要组成部分，在光、电、磁、催化、离子交换、吸附、生物活性及信息存储等方面具有研究意义和潜在的应用价值。本项目合成了两个新的锌的配合物，用元素分析、红外光谱及热重分析对配合物进行了表征，用X射线单晶衍射测定了它们的晶体结构，并研究了它们的光致发光性能。
科学性、先进性及独特之处
- 在浓度不同的条件下合成出两个结构不同配合物{Zn(C12H8N2)(C12H13NO6S)}n(1)和{[Zn2(C12H8N2)2(H2O)2](C12H13NO6S)2} (2)。不同反应浓度条件导致在两个化合物中Zn(II)和配体对甲苯磺酰谷氨基采取了不同配位模式，从而得到完全不同的两种结构的化合物。室温液态荧光测试显示，配合物1和2具有荧光性质。
应用价值和现实意义
- 配位聚合物的设计合成一直是配位化学、超分子化学、生物无机化学及材料科学等领域的热点研究课题之一, 这不仅因为该类配合物展现了多种诱人的拓扑结构, 更重要的是其在光、电、磁、催化、离子交换、吸附、生物活性及信息存储等方面的潜在应用前景。本项目合成了两个新的锌的配合物，发现其具有荧光性质，并简单讨论了反应条件对产物结构的影响。
学术论文摘要
- 采用水热法由Zn(CH3COO)2•2H2O，H2tsgluO 及1，10′-phen在其它条件相同，浓度不同的条件下合成出两个结构不同配合物{Zn(C12H8N2)(C12H13NO6S)}n(1)和{[Zn2(C12H8N2)2(H2O)2](C12H13NO6S)2} (2)。用元素分析、红外光谱及热重分析对配合物进行了表征。X-射线单晶衍射表明：配合物1中Zn（Ⅱ）与来自3个tsgluO2-基团的3个O原子和1个phen分子的2个N原子配位，形成变形的三角双锥结构，通过tsgluO2-的α-、γ-羧基氧连接形成了沿a轴一维梯状链结构，而配合物2为双核配合物，Zn（Ⅱ）与来自2个tsgluO2-基团的3个O原子，一个phen分子的2个N原子和配位H2O分子的一个O原子配位，形成变形八面体结构，相邻分子通过tsgluO2-磺酰基上的O原子与N原子之间的氢键作用形成沿c轴方向的一维超分子链。室温液态荧光测试显示，配合物1和2分别在280-330nm范围内有弱的发射，在367 nm 处，380 nm 处均有较强的发射。
获奖情况
- 作品在2011年河北师范大学科技创新上火二等奖。
鉴定结果
- 情况属实
参考文献
- 1、HE Rong SONG Hui-Hua＊ WEI Zhen，“Synthesis and Properties of Complex [Mn(4,4′-bipy)2(H2O)4](HtsgluO)2 •2H2O”，无机化学学报, 2010, 26:1715-1718 2、Rong He, Hui-HuaSong, Zhen Wei, Jian-JunZhang, Yuan-Zhe Gao，“Coordination polymers with the chiral ligand N-p-tolylsulfonyl-L-glutamic acid: Influence ofmetalionsanddifferentbipyridine ligands on structural chirality”，Journal of Solid State Chemistry，2010, 183 ：2021–2026 3、Rong He, Huihua Song, Zhen Wei，“Manganese(II) and zinc(II) compounds via amino acid derivatives: Effects of temperature and solvents”，Inorganica Chimica Acta ，2010, 363：2631–2636
同类课题研究水平概述
- 配位聚合物的设计合成一直是配位化学、超分子化学、生物无机化学及材料科学等领域的热点研究课题之一, 这不仅因为该类配合物展现了多种诱人的拓扑结构, 更重要的是其在光、电、磁、催化、离子交换、吸附、生物活性及信息存储等方面的潜在应用前景[1～4]。选择合适的金属离子与有机配体，能够合成出性能优良的配位聚合物材料。金属离子Zn(Ⅱ)有多种配位数，并且能够与相同的或不同的多个配体同时配位，其配合物的结构常常比较特殊，表现出不同寻常的性质[5]，在生物功能和荧光材料等方面有着潜在的应用价值 [6-8]。有机配体氨基酸形成的手性衍生物对甲苯磺酰谷氨酸，含有2个羧基、1个氨基和1个磺酰基，配位模式灵活多变，通过反应可形成结构多样的配合物，关于对甲苯磺酰谷氨酸的晶体结构有少量报道，系统考查反应条件对配合物结构影响更少[9-12]。
