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硼酸盐种类繁多,结构复杂多样,出现了一系列性能优良的晶体材料,尤其是非线性光学性质,因而,近年来有关硼酸盐的合成和结构的研究引起了人们极大的兴趣。但是,与无机硼酸盐相比,有机硼酸盐的合成、结构以及应用的研究就相对较少。为此,我们以硼酸和有机碱为原料,通过溶剂热法和溶液法合成了5种新型的无机-有机杂化硼酸盐,并通过元素分析、红外光谱、拉曼光谱、X-射线粉晶衍射以及热分析等手段对其进行了表征和晶体结构测定。 (1)通过溶剂热法合成了4种新型的无机-有机杂化硼酸盐:咪唑五硼酸盐[C3H5N2][B5O6(OH)4]、2-甲基咪唑五硼酸盐[C4H7N2][B5O6(OH)4]、二乙烯三胺十四硼酸盐[(C4N3H15)2][B14O20(OH)6]和吡啶五硼酸盐[C5H6N]2[B5O6(OH)4]2·[C5H5N]。单晶结构解析表明,[C3H5N2][B5O6(OH)4]和[C4H7N2][B5O6(OH)4]是两个结构相似的化合物,其分子结构中都包含一个独立存在的五硼氧配阴离子[B5O6(OH)4]-;[(C4N3H15)2][B14O20(OH)6]分子中包含一个独立的聚十四硼氧配阴离子[B14O20(OH)6]4-,它是至今实验室中合成的最大的独立的环状聚硼氧配阴离子,此阴离子中存在一个由八个硼原子和八个氧原子组成的内径为7.424×5.685(?)的十六元环;[C5H6N]2[B5O6(OH)4]2·[C5H5N]分子是由[C5H6N]+阳离子、[B5O6(OH)4]-阴离子以及[C5H5N]溶剂分子组成。值得指出的是:吡啶的碱性很弱,在以吡啶为溶剂的溶剂热法合成硼酸盐时,通常它并不参与反应,而在本合成条件下,吡啶既作为溶剂又作为反应物,并且形成它的溶剂化物。 (2)通过溶液法合成了一种新型的二乙烯三胺四硼酸盐[C4H15N3][B4O5(OH)4],并对其进行了表征。 (3)按照文献方法合成了两种无机-有机杂化硼酸盐:咪唑九硼酸盐[C3H5N2]3[B9O12(OH)6]和六亚甲基四胺五硼酸盐[(CH2)6N4H][B5O6(OH)4]·0.5H2O。通过元素分析、红外光谱、拉曼光谱、X-射线粉晶衍射及同步DTA-TG等手段鉴定物相,表明合成样品纯度高,适合于进行量热实验。利用微热量计测定了合成样在1mol·L-1HCl中的溶解焓,通过设计热力学循环得到[C3H5N2]3[B9O12(OH)6]和[(CH2)6N4H][B5O6(OH)4]·0.5H2O的标准摩尔生成焓,分别是:-(7116±7)kJ·mol-1和-(4042.7±4.1)kJ·mol-1。