无机化学学报 第23卷 应用前景[8-“]。o/.呋喃丙烯酸含有多个半径小、电负 性大的氢键给体和受体原子,可用于构筑氢键 为 合成富含氢键、结构稳定的功能聚合物.我们用 4,4 .联吡啶和O/.呋喃丙烯酸为原料通过水热反应 品用甲醇重结晶,室温下培养晶体.数周后得到适 合于X射线单晶结构分析的绿色晶体。元素分析按 C 30N2NiO12,计算值(%):C 48.27,H 5.06,N 4.69; 实测值(%):C 48.22,H 5.05,N 4.70。m.P.为238.0~ 合成了一个新的2D氢键网络镍配合物{『Nif4,4,. bipy)(H20)4]・(O/-furacrylic acid)2・(H2o)1 ,并用X.射线 单晶衍射测定了该配合物的晶体结构.同时对该配 合物进行了电化学性质研究 239.5℃。IR主要吸收峰( /cm一・)为:3 435(w),2 359(s), 1 653(vs),1 607(s),1 616(s),1 541(VS),1 506(s),1 456 (VS),1 396(VS),1 375(S),1 018(S),810(S),746(S),689 (m),669(w),635(w),592(w),536(w),473(w),444(w)。 1.3配合物晶体结构测定 选取尺寸为0.16 mm×0.14 mm×0.12 mm 的单晶,用Bruker SMART 1000 CCD单晶衍射仪 进行衍射实验。在ll3(2)K下用M0 Ka射线 : 1 实验部分 1.1试剂和仪器 试剂:4,4 .联吡啶、高氯酸镍和氢氧化钠为化 学纯: .呋喃丙烯酸为自制 仪器:日本岛津FvrIR.8700红外光谱仪f4000~ 400 am );Bruker SMART 1000 CCD单晶衍射仪: 0.071 073 am),以to扫描方式在1.83 ̄≤ ≤28.46 ̄范 围内共收集12482个衍射点 其中3 191个独立衍 射点(R =0.0520),2015个可观察衍射点[,>2 ∽]用 PE.24O0(Ⅱ)型元素分析仪:北京产XT4双目显微熔 点测定仪:天津市兰力科化学电子高技术有限公司 LK98微机电化学分析系统 1_2配合物的合成 于结构分析和结构修正。全部数据经LD因子和经 验吸收校正。晶体结构采用SHELXS程序㈦由直接 法解出,结构精修采用SHELXL程序I1 2】.对氢原子 和非氢原子分别采用各向同性和各向异性温度 因子进行全矩阵最小二乘法修正 最终偏离因子 先将2 mmol 4,4 .联吡啶和1 mmol高氯酸镍 溶解在乙醇和水的混合溶剂中.水浴加热回流反应 2 h。待溶液冷却后.连同4 mmol .呋喃丙烯酸一起 转移到25 mL水热釜内。用稀氢氧化钠调节溶液接 R】=0.041 2,wR2=0.093 4; =I/[S2(确+(0.050 oe) + 0.600 oe],其中P=(Fo2+2F ̄2)/3;(△/0r)一=0.000;.s= 1.073;(△p)一=527 e・amI3和(△p) =一941 e・nm.3。配 近中性,于180 oC恒温反应20 h。然后以5℃.h 降 至室温,开釜后可得到绿色固体。将所得的固体产 合物的晶体学数据列于表1 CCDC:658849。 表1 配合物的晶体学数据 Table 1 Crystallographic data for the complex Empirical formula Formula weight Color C ̄I3oN2NiOl2 597.21 GI'een V/am D/(g・cm-3) Z 1.301 8(5) 1.524 2 Size,rain 0 range for data collection/(。) Crystl systaem 0.16×0.14×0.12 1.83 to 28.46 Monoelinic F(000) MoKa)/mm Reflections collected 624 0.81 l2 482 Space group a/nm b/nm C/nm P2,/c 1.122 2(2) 1.084 1(2) 1.081 6(2) Independent reflections(尺IlI) Final GooF 尺l,wR2【,>2 ∽1 R1,wR2(lla data) 3 191(0.052 0) 1.122 0.041 2,0.093 4 0.070 3,0.135 8 p/(。) 98.37(3) Largest difference peak and hole/(e・am一’ am 527,-941 2结果与讨论 2.1 配合物的红外光谱 处出现了C=C的特征吸收峰.在1607 am 处 出现了C.O.C特征吸收峰.可归属于o/.呋喃丙烯酸 的特征吸收峰,此外,在1456 am 有吸收峰,可归 IR光谱表明.配合物在3435 am 附近有一强 而宽的吸收峰,它是OH的特征吸收峰;在1 506 属于配合物中ot.呋喃丙烯酸羧基的对称伸缩振动 吸收峰与自由配体o/.呋喃丙烯酸羧基的对称伸缩 维普资讯 http://www.cqvip.com 杨颖群等:2D氢键网络镍配合物{【Ni(4,4'-bipy)(H20)4】・ 一furacrylic acid)2-(H20)l 第l0期 的水热合成、晶体结构及电化学性质 1791 振动吸收峰 =1 474 cm 相比较有少量移动.可能 是配合物中氢键作用的原因。配合物中4.4 一联吡 啶的特征吸收峰分别从1 592、1 407、807、609 cm—i 附近移动到了1 616、1 396、810、592 cm~.这种变化 可认为是4.4 一联吡啶的氮原子与镍(Ⅱ)配位引起 的0334】。 Cl Cl 、J CI C2 2.2配合物的晶体结构 配合物分子结构见图1.二维网状图见图2:配 A: ,—y+2, 图l标题配合物的分子结构 Fig.1 Molecular structure of the title complex 合物的主要键长和键角列于表2.配合物的氢键列 于表3 从图1和图2可知.配合物具有链状结构: 相邻镍(Ⅱ)离子通过4.4 一联毗啶的桥联作用形成一 维无限长链.链和链之间依靠氢键作用形成了二维 网状结构 链内相邻Ni(11)…Ni(11)的距离为1.1222 nm 中心镍(Ⅱ)离子与2个相邻的4.4 一联吡啶分子 中的2个N原子及4个水分子中的4个氧原子配 位,形成六配位的八面体结构,其中0(4)、0(5)、O(4A) 和O(SA)处于赤道位置.N(11和N(1A)处于轴向位 置。0(4)・Ni(1)・0(5)、0(4)・Ni(1)・0(5A)、0(4A)一Ni(1)一 0(5A)和0(4A)一Ni(1)一0(5)键角分别为87.76(10)。、 92.24(10)o、87.76(10)。和92.24(10)。、总键角为360。, 表明0(4)、0(5)、0(4A)、0(5A)和Ni(1)在同一个平面 上.其平面方程为:10.927 8x+0.3635y一0.2696z= 0.3635.Nf1)到该平面的距离为0.20896 am。处于轴 B: ,y+l/2,-z+1/2;C: ,y+l,z;D: ,Y,z+l E:—z,—y+l,-z+l;F: ,Y,z一1 图2标题配合物的二维网络图 Fig.2 2D stmcture of the complex 表2配合物的主要键长与键角 Table 2 Selected bond lengths(nn1)and bond angles(。)of the complex 表3配合物的氢键 Table 3 Hydrogen bOnd lengths and bond angles D—H…A Symmetry code ,D—H/nm H—A/nm 0.183(2) D…A/nm /_DHA/(。) O(4)-H(4A)…0(2) O(4)-H(4B)…0(6) 0(5)-H(5 A)…o(1) O(5)-H(5B)…0(2) O(6)-H(6A)…0(1) 0(6)一H(6B)…o(1) ,,y+l/2,-z+l/2 0.085(2) 0.083(2) 0.080(2) 0.080(2) 0.084(2) 0.081(2) 0.266 7(3) 0.266 4(3) 0.267 5(3) 0.267 2(3) 0.271 7(3) 0.279 6(3) 169(3) 172(4) 177(4) Y,z一1 ,0.184(2) 0.188(3) 0.188(2) 0.191(3) 0.201(3) y+l/2,-z+l/2 ,,+1,z Y.z+1 ,一_y+1, +l 174(4) 160(3) 163(4) .维普资讯 http://www.cqvip.com 1792 无机化学学报 第23卷 向位置的N(1)与处于赤道位置的0(4)、0(5)、O(4A1 和O(5A)I ̄键角值:N(1).Ni(1)一0(4)为89.23(9)o、N(1)一 Ni(1)一O(4A)为90.77(9)。、N(1)一Ni(1)一0(5)为91.13(10)。 和N(1)一Ni(1)一O(5A)为88.87(10)o,它们都接近于 90.0。。3对处于对角位置的原子键角0f41一Ni(1)一 1.0xl0 mol・L~,于室温下进行测定.从一0.800~ 1.000 V进行扫描,扫描速度为100 mV・s~。从循环 图形来看,只出现了一对氧化还原峰.其阳极峰和 阴极峰的电位分别是 =0.265 V和 =一0.050 V, 从AE=0.315 V可判别电解中电子转移是准可逆 0(4A)、N(1)一Ni(1)一N(1A)和0(5)一Ni(1)一O(5A)都等于 180.0。;同时镍(Ⅱ)与配位原子之间的键长Ni(1)一0(41 与Ni(1)一O(4A)相等为0.201 9(2)nm,Ni(1)一0(5)与 Ni(1)一O(5A)相等为0.201 8(21 nm、Ni(1)一N(11与Ni(1)一 N(1A)相等为0.2090(2)nm,这些数据说明Of4)与 O(4A)、N(1)与N(1A)、O(5)与O(5A)以镍离子为中心 对称。以上分析说明标题配合物中每一个Ni(Ⅱ)与6 个配位原子形成了六配位的变形八面体结构 配位聚合物中 一呋喃丙烯酸根没有参与配位. 它通过氢键作用存在于配合物中 一呋喃丙烯酸根 的羧基氧原子与配位水之间存在氢键:0(4)一H(4A1 …0f2)为0.266 7(3)nm和l 69(3)。、0(5)一H(5A)…o(1) 为o.267 5(3)nm和177(4)。、0(5)一H(5B)…0(2)为 0.267 2(31 nm和174(4)o;ot一呋喃丙烯酸根的羧基氧 原子与游离水之间也存在氢键:0(6)一H(6A)…O(1) 为0.27l 7(3)nm和160(3)。、O(6)一H(6B)…0(1)为 0.2796(31 nm和163(4)o,此外,分子中的游离水与 配位水之间靠氢键作用连接起来:0(41一H(4B1... 0f61为0.2664(31 nm和172(4)o。配位聚合物通过丰 富的氢键作用连接起来形成了二维网状结构 2.3 配合物的循环伏安(CV) 图3为标题配合物的循环伏安图 采用三电极 体系,玻碳电极为辅助电极、铂电极为工作电极、 SCE为参比电极.以甲醇为溶剂.配合物的浓度为 图3标题配合物的循环伏安图 Fig.3 Cyclic vohammograms of the title complex 的。 参考文献: 【1】GUO Ya-Mei(郭亚梅),DU Miao(¥ ̄ 淼),LI Jian.Ro“g(李 建荣),et a1.wujiHuaxue Xuebao(Chinese lnorg.Chem.), 2o02.18:27—30 【2】Huang X C,Lin Y Y,Zhang J P,et a1.Angew.Chem.Int. ..2Oo6.45:1557-1559 【3】XIAO Zi.Jing(肖子敬),LIU Shi-Xiong(刘世雄).Jiegou Huaxue(Chinese Struct.Chem.),2Oo4,23(7):798-802 【4】PAN Qin—He(潘勤鹤),u Ji.Yang(李激扬),YU Ji.Hong(: ̄ 吉红),et a1.Gaodeng Xuexiao Huaxue Xuebao(Chemical Journal of Chinese Universities),2005,26(12):2199—2202 【5】XU xiao e(徐筱杰),TANG You—Qi(唐有祺).Wuji Huaxue Xuebao(Chiense Inorg.Chem.),2o00,16(2):157-166 【6】Veneta V A. 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