毕业论文：含萘环氮杂金属冠醚的合成、晶体结构及其荧光性质研究

毕业论文：含萘环氮杂金属冠醚的合成、晶体结构及其荧光性质研究

摘 要
本文以3-羟基-2-萘甲酰肼(nhz)为母体合成了配体，采用溶液法使其与Fe(Ⅲ)盐配位，成功地合成了结构新颖的金属冠醚，所合成的化合物为[Fe6(anhz)6(DMF)2(H2O)4]•3DMF•2H2O,（式中anhz为去质子化的N-乙酰-3-羟基-2-萘甲酰肼）。通过红外光谱、紫外光谱、荧光光谱以及TGA—DSC联用实验等对它们的结构、性质进行了探讨。*—射线单晶衍射实验表明，配合物是以[-M-N-N-]为结构单元的氮杂金属冠醚，分子结构中金属原子都存在两种不同的配位环境：Δ和Λ构型，这两种构型交替排列形成了两种五元螯合环和一种六元螯合环，从而促使了金属冠醚环的形成。红外谱图表明，当nhz衍生物与Fe(Ⅲ)结合成配合物后，nhz衍生物上的功能团峰具有向低波数方向蓝移的趋势。紫外—可见光谱测得，配体在400-500nm没有吸收峰，当与过渡金属Fe(Ⅲ)配位后，配合物在这个区域内存在弱的较宽的低能量谱带吸收，归属为电子从金属跃迁到配体的M d(π)→L(π*)吸收。配体的荧光光谱表明，其最佳激发波长都在近紫外光区，而最佳发射波长却从近紫外光区红移至可见光区，且随着配体的共轭体系和刚性的增大，电子发射光谱红移范围逐渐增大，当配体与过渡金属Fe(Ⅲ)配位后，氮杂金属冠醚配合物几乎没有荧光出现，可能是因为成环后电子环流的产生导致荧光猝灭。通过TGA–DSC联用分析，发现nhz衍生物与金属配位后，其熔点提高，热稳定性大大增强。
关键词：氮杂金属冠醚；合成；晶体结构；光谱


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400-500 nm not absorb peak, when and transition metal Fe (Ⅲ) coordination, comple*es in this area has weak of wider with low energy spectrum absorption, belonging to electronic from the metal warp to ligands M d (π) →L (π *) absorption. Ligand fluorescence spectra showed that the optimal e*citation wavelength are nearly ultraviolet area, and the optimum emission wavelength from nearly ultraviolet light but moved to visible light red area area, along with ligand conjugate system and the increase of rigid, electron emission spectrum redshift scope gradually increases, when the ligand and transition metal Fe (Ⅲ) coordination, nitrogen miscellaneous metal crown ether comple*es almost no fluorescence appear, probably because of the electronic circulation after cyclization to produce fluorescence destroy. Through the TGA-DSC spectrometry analysis, found nhz derivatives and metal coordination, improve its melting point, thermal stability greatly enhanced.
Key words: azamatallacrown; Synthesis; crystal structure;spectrum

目录
摘 要 I
Abstract II
目录 III
第1章 前言 1
1.1 金属冠醚 1
1.2金属冠醚的研究进展 2
1.3金属冠醚的应用 2
1.2.1 生物医用领域的应用 3
1.2.2 在催化领域的应用 3
1.2.3 磁性材料方面的应用 3
1.2.4 其他方面的应用 4
1.4选题依据 4
第2章 实验部分 5
2.1 主要仪器和试剂 5
2.1.1 主要仪器 5
2.1.2 主要试剂 5
2.2 配体的合成 6
2.3 配合物的合成 6
2.4 谱学实验 6
2.4.1 红外光谱 6
2.4.2 紫外—可见光谱 7
2.4.3 荧光光谱 7
2.4.4 热谱(DSC—TGA) 7
2.5 *-射线衍射实验 7
第3章 单晶结构解析及讨论 8
第4章 谱图表征及分析 10
4.1 红外光谱分析 10
4.1.1配体的IR谱图分析 10
4.1.2 配合物的IR谱图分析 11
4.2 紫外—可见光谱分析 12
4.2.1 配体的紫外—可见光谱图分析 12
4.2.2 配合物的紫外—可见光谱图分析 13
4.3 荧光光谱分析 14
4.4 TGA—DSC联用谱图分析 15
4.4.1 化合物nhz的TGA—DSC谱图分析 15
4.4.2 化合物anhz及其配合物的TGA—DSC谱图分析 15
第5章 总结与展望 17
5.1 总结 17
5.2 展望 18
参考文献 19
致谢 21

第1章 前言
1.1 金属冠醚
自从1967 年Pederson 发现冠醚, 尤其是Pederson、Lehn 和Cram 获得1987 年诺贝尔化学奖以来,冠醚化学得到迅速发展。冠醚化学的研究已不仅仅局限于无机化学和有机化学的研究范围,而且与生命科学、材料科学和高新技术息息相关。随着研究的深入,各种新型冠醚化合物相继被合成[1 -3] 。
金属冠醚（Metallacrown, MC）是一类有着新型孔穴结构且与有机冠醚类似的功能大环超分子化合物[4]。它是结构、功能与有机冠醚相似的一类含有金属原子的大环分子,可看作金属原子和氮原子取代有机冠醚环上的碳原子,故称作金属冠醚(如图1-1 所示)。

图1-1 有机冠醚和金属冠醚的对照图
金属冠醚包含金属离子和有机配体，金属冠醚环中的金属离子可以与配体的 N,O,S等给予体官能团相互作用成键，而冠醚链又具有相转移作用，这些特性使它们在相转移催化、活化小分子，以及对阴阳离子、有机小分子的识别、分子自组装和磁性材料等方面有广阔的应用前景[5]。
目前对于金属冠醚的研究主要集中在4个方面(见图1-2)：(1)含有O，S，N等有机小分子与金属离子配位形成的簇类金属冠醚化合物1；(2)双膦配体金属冠醚2；双吡唑配体金属冠醚3；(4)含有Ⅳ-杂环卡宾金属冠醚4。

图1-2 金属冠醚
1.2金属冠醚的研究进展
金属冠醚是一类新型的超分子大环化合物，它开拓了主客体化学分子识别和超分子化学的全新领。最早的金属冠醚是以羟肟酸系列配体与金属盐在MeOH，DMF，吡啶等溶剂中通过自组装反应合成得到。金属冠醚有两种基本单元：第一种含[-M-N-O- ……（未完，全文共17330字，当前仅显示3117字，请阅读下面提示信息。收藏《毕业论文：含萘环氮杂金属冠醚的合成、晶体结构及其荧光性质研究》）