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为了理解金属-有机配位聚合物形成过程、掌握配位聚合物目标分子形成的规律,本文主要研究了温度对邻苯二甲酸、顺丁烯二酸以及丁二酸配位模式和配合物最终结构的影响以及二胺配体和丁二酸根·四水合镍、钴、锌(Ⅱ)配位聚合物的取代反应,以及这两个体系中的物种的分离、表征和反应性能的研究。主要结果总结如下:
1、以刚性的邻苯二甲酸和顺丁烯二酸为桥联配体时:低温不利于其与金属的配位,羧酸处于游离状态或与金属形成单核、双核或多核配合物;高温较易与金属配位,桥联金属形成配位聚合物,但邻苯二甲酸因空间位阻的关系,有时亦可能仍形成单核配合物。当羧酸两端的羧基的夹角接近于90°时,配合物比较稳定,这与 RHF6/-31G(d)理论所计算的结果一致;以柔性的丁二酸为桥联配体时:因碳碳单键而产生的构型上的多样性,使得丁二酸可以通过改变自身的构象而使其能适应环境的改变,高温不一定利于其与金属形成配位聚合物。因此,温度对丁二酸配合物结构的影响的规律比刚性的邻苯二甲酸和顺丁烯二酸配合物复杂。除此之外,我们还发现了一类丁二酸配合物的结构不受反应温度的影响,而由其晶体生长的温度决定。关于这一现象,在配位聚合物的文献中还未见报道。
2、在二胺配体和丁二酸根·四水合镍、钴、锌(Ⅱ)配位聚合物的取代反应中,我们从反应体系溶液的核磁知道丁二酸有一部分在溶液中仍与金属配位。二胺配体和丁二酸根·四水合镍、钴、锌(Ⅱ)配位聚合物反应能生成新的丁二酸配位聚合物,但金属盐、丁二酸以及二胺配体的一锅煮的反应却只能生成金属和二胺的配合物,丁二酸保持游离。由此,我们推测二胺配体和四丁二酸根·四水合镍、钴、锌(Ⅱ)配位聚合物在溶液中的反应为二胺配体和溶液中高溶解度的物种或聚合链上的配位水的取代反应。其中,咪唑取代配位水所生成的八面体钴的顺式配位聚合物不能象单核的顺式八面体钴配合物样转化为反式产物。这表明配体取代反应在配位聚合物的形成过程中起着重要作用。