基本信息
- 项目名称：
- 噁二唑金属配合物的合成及性质研究
- 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：
- 含噁二唑基团的多齿配体与Co(II)、Ni(II)、Hg(II)、Zn(II)、Cd(II)和Mn(II)的无机盐反应，生成金属配合物。通过测定它们的结构、红外、X射线粉末衍射、荧光、热重、磁性、催化性质、生物活性等性质，发现这类配合物具有较高的应用价值和前景。例如，可以用作荧光材料和储存气体等。
- 详细介绍：
- 用不对称多齿配体Hpot，我们合成出镍的配合物，这种配合物有平面网格结构和大的通道，可以结合水或溶剂分子。这些性质已经通过X射线粉末衍射，元素分析仪，气相吸附和热分析验证了。现在我们还在研究这种新型有机配体的其它配合物。 而且，还合成了具有（4,4）拓扑结构的平面配合物[Ni(L6)2(H2O)2]n，它具有显著的特征和抑制枯草杆菌 ATCC 6633和白色念珠菌 ATCC 90028的生物活性。结果表明，包含噁二唑的配体的配合物有很好的性质，有生物活性的金属配合物有广泛的应用。在我们的实验室里，我们正在研究具有这种有机配体和生物活性的金属配合物的合成和生物活性。另外，还合成了两种新奇的二维网格结构的配合物，这两种配合物是多齿配体5-(4-吡啶)-1,3,4-噁二唑-2-硫酮分别与钴(II)、镉(II)形成的。这说明刚性不对称配体“pot”能够提供Npy、Noz或者S提供配位基与金属离子配位。这种多配位方式使新材料有很多新奇的性质。我们正在研究新的、有不同配位基的多功能配体，并且形成的配合物有独特的超分子结构。用配体5-(2-吡啶)-1,3,4-噁二唑-2-硫酮用不同的配位方式与锌(II)、镉(II)、汞(II)配位，形成了各种配合物，金属离子的配位几何结构对于空心晶体结构的形成有重要作用，我们也在研究这类配合物。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 噁二唑具有良好的发光性能，常被用作LED。其金属配合物具有优良的发光特性。其荧光材料有着非常广泛的应用，如光存储、信息处理等。因此，设计和合成这类新的含噁二唑骨架金属配合物的荧光材料，强化荧光强度及延长发光寿命，晶体工程策略方法是行之有效方法。本作品就以此目的进行这方面的研究和探索。
科学性、先进性及独特之处
- 在荧光材料的研究和探索方面，我们已经有较扎实理论基础和实际经验。这是我们首次报道和研究含这类配体的荧光材料的设计和合成及表征。本作品具有较高科学性和先进性。
应用价值和现实意义
- 经实验证明，我们已经发现了这类新的噁二唑金属配合物具有荧光材料能够发出很强的蓝绿光，有望成为新一代的发光材料，因而可以大力推广这类新的含噁二唑骨架配体的金属配合物的荧光材料。
学术论文摘要
- 在混合溶剂中，Co(II)、Ni(II)、Hg(II)、Zn(II)、Cd(II)和Mn(II)的无机盐与含噁二唑基团的多齿配体，例如5-(2-吡啶)-1,3,4-噁二唑-2-硫酮晶体、5-(3-吡啶)-1,3,4-噁二唑-2-硫酮晶体、5-(4-吡啶)-1,3,4-噁二唑-2-硫酮晶体，合成含不对称配体的配位化合物。不同的金属离子或配体形成的金属有机配合物，具有不同的二维网状结构，并通过氢键扩展形成三维空间结构。这类新型配合物具有良好的气体吸附性、磁性、荧光性和催化性质。
获奖情况
- [1]Wang Y. T., Tang G. M. Inorganic Chemistry Communications 10 (2007) 53–56 [2]Wang Y. T., Wan W. Z., Tang G. M., Qiang Z. W., Li T. D. Journal of Coordination Chemistry 63: 2 (2009) 206 — 213 [3]Wang Y. T., Tang G. M., Ma W. Y., Wan W. Z. Polyhedron 26 (2007) 782–790 [4]Wang Y. T., Tang G. M., Qiang Z. W. Polyhedron 26 (2007) 4542–4550 [5]Wang Y. T., Chu X. L., Yan S. C., Tang G. M. Acta Cryst.(2010). E66, o2647
鉴定结果
- 本作品经过学院领导及相关专家审核、通过，有较高的科学性和先进性。
参考文献
- [1]Carlucci L., Ciani G., Maggini S. Crystal Growth & Design, 2008, 8, 162-165 [2]Young R. W., Wood K. H., Am. J. Chem. Soc.,1955,77,400 [3]Fan J., Slebodnick C., Yan S. C. Inorg. Chem., 2005, 44,552-558 [4]Kurtz S. K., Perry T. T. J. Appl. Phys., 1968,39,3798-3813-1642 [5]The graph set topological terminology for the analysis of hydrogen bonded network patterns is described in: Etter M. C., Acc. Chem. Res. 1990, 23 ,120
同类课题研究水平概述
- 由于金属配合物拥有光学性质、电学性质、磁性、气体吸附性和分离性质、催化性质以及迷人的结构和分子拓扑结构，所以金属配合物受到广泛关注。桥接配体对配合物的结构和几何单元的交替连接有重要作用，这种协调性会形成有不同性质和功能的结构，这种配合物具有可调控性。金属离子与刚性对称配体的耦合反应有了迅速的发展，而且对称配体形成的配合物已经有了很大的发展，但是不对称配体的应用却很少。在这方面，我们主要研究不对称桥接配体及它和金属的配位方式。含不对称配体的配合物可能会和含对称配体的配合物一样，被广泛应用于颜料的合成。因此，我们研究并合成了含有噁二唑的不对称配体（例如，桥联配体5-(4-吡啶)-1,3,4-噁二唑-2-硫酮、5-(2-吡啶)-1,3,4-噁二唑-2-硫酮和5-(3-吡啶)-1,3,4-噁二唑-2-硫酮）形成的金属配合物。研究表明，噁二唑和金属形成的配合物的多维结构具有磁性、荧光性和气体吸附性质。另外，1,3,4-噁二唑基团还具有有生物活性。尽管一些化合物有抗菌活性，但是关于噁二唑派生物的金属化合物的生物活性的研究仍然很少，所以我们合成出了一些有生物活性的金属配合物。
