席夫碱多核金属配合物的合成及功能研究

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随着配位化学涵盖的范围和研究内容的不断扩大,配合物的种类和数目也在不断增长。目前已知的配合物数目庞大,种类繁多,合成方法亦多种多样,千差万别,此外,由于具有各种结构新颖、性能独特的新配合物还在源源不断地涌现。席夫碱作为配位化学中常见的配体,很容易通过亚胺或甲亚胺氮(C=N)与金属配位形成相应的主族、过渡金属和镧系元素的配合物,并通过与金属离子的配位而显著改善其性质。目前人们对配合物的研究主要集中在其荧光、磁性能和催化应用方面。席夫碱化合物作为荧光探针在测定金属离子方面表现出优异的性能,因其灵敏度高和操作简单的特点,在各种环境和生物介质中对金属离子选择性识别方面具有潜在的应用前景。另外,金属配合物催化CO2转化为环状碳酸酯的合成中,因其低负载量、高催化性能、灵活可调的结构以及对目标CO2衍生物的良好选择性而受到关注,稀土离子的高配位数(8-12)和它独特而丰富的电子构型,赋予了稀土及稀土-过渡的异金属(3d-4f)配合物在催化方面更优异的催化活性和应用前景。本论文的具体研究成果如下:(1)首先设计合成了一种新型单席夫碱配体(H2L~1),对其进行红外光谱(IR)、元素分析和~1H NMR、13C NMR基本表征,研究该配体对15种常见金属离子的荧光性质在HEPES缓冲溶液中,H2L~1对Zn2+的荧光检测表现出优异的选择性和灵敏度研究其对Zn2+的荧光识别,并应用到He La细胞中进行显微镜成像和毒性测试。最后得到了配体H2L~1与Zn2+配合物,对其晶体结构进行分析。(2)以配体H2L~1与稀土Ln3+金属(Ln=Nd3+,Pr3+,Eu3+)合成了四核配合物Nd4(H2L~1)4(2)、Pr4(H2L~1)4(3)和Eu4(H2L~1)4(4),并对其晶体结构进行分析。测试配合物催化二氧化碳与环氧丙烷合成环状碳酸酯的催化活性,并以配合物2为例,研究在不同温度、压力、时间等其他因素对催化性能的影响及不同底物催化体系的普适性。(3)合成了新型双席夫碱配体H3L~2,对其进行红外光谱(IR)、元素分析和~1H NMR、13C NMR基本表征,并通过与Ln3+(Ln=Nd3+、Eu3+)、Zn2+离子配位自组装,合成了两种具有独特的多个双金属单元的新型异金属六核配合物Nd4Zn2(H3L~2)2(5)和配合物Eu4Zn2(H3L~2)2(6),测试其在CO2和环氧化物的环加成反应中的催化性能,在温和条件下获得环状碳酸酯。
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