吡啶蕃与过渡金属及碘配合物的合成、结构及物理性质研究

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由于2,11-二硫杂[3.3](3,5)吡啶蕃在分子的两端分别含有硫原子和氮原子,故此,我们可以利用2,11-二硫杂[3.3](3,5)吡啶蕃分子中硫原子和氮原子与不同金属的配位性能合成出具有一维链型的配位聚合物。另外,我们还可以通过改变金属离子使其成为具有不同性质功能性材料。在本论文中,我们以2,11-二硫杂[3.3](3,5)吡啶蕃为母体单元,使其与几种过渡金属作用,合成出了其与Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ)和Co(Ⅱ)离子形成的配合物以及其与非金属单质I2形成的非金属配合物。在此基础上,我们运用元素分析、核磁、X-单晶衍射等分析方法表征了其结构,并通过紫外吸收光谱、热重分析以及变温磁化率的测定等测试方法对配合物的光谱学、晶体热稳定性以及磁学性质进行了研究。我们首先通过X-射线晶体结构分析发现上述新合成的几种配合物的构象与其母体化合物吡啶蕃相比都发生了变化。配合物之间存在氢键, S···S键等类型的弱作用,除此之外,配合物中还存在π···π堆积作用,正是由于配合物中存在着这些相互之间的弱作用,使得配合物呈现层状排列。其次,上述几种配合物与母体2,11-二硫杂[3.3](3,5)吡啶蕃相比,其紫外最大吸收峰都发生了蓝移。发生蓝移的主要原因是形成配合物后,配体自身的电子云密度降低,从而导致分子HOMO与LUMO轨道的能级差增大所致。再次,通过比较配合物与母体分子的1H NMR谱我们发现,配合物形成后所有的氢质子化学位移普遍向低场移动。这主要是由于氢质子上的电子云密度降低造成的。另外,配体与过渡金属形成的配合物的热重曲线相似,包括游离分子分解,吡啶蕃的分解及金属盐分解三个过程。吡啶蕃分解温度不低于244℃,说明它们具有类似的对热稳定性。最后,通过对配合物22和24的磁学性质测试,发现配合物22具有铁磁性作用,而配合物24具有反铁磁性作用。
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