新型配合物[Cd(bbi)(P-BDC)]n的合成及晶體結(jié)構(gòu)

李 佳，高 銘

(1.吉林師范大學 化學學院,吉林 四平 136000;2.吉林師范大學 物理學院,吉林 四平 136000)

配位聚合物結(jié)構(gòu)的多樣性以及在催化、熒光、吸附以及磁性等領(lǐng)域展現(xiàn)出卓越的潛在應用價值而受到了更加廣泛的關(guān)注[1-3]。選用適當?shù)挠袡C配體是尤其重要的對于一些材料的設計和構(gòu)建。1,1-(1,4-丁基)二咪唑(bbi)配體具有良好的柔韌性[4]，可以出現(xiàn)彎曲和旋轉(zhuǎn)，并且易與陰離子共同結(jié)晶產(chǎn)生有趣的新型結(jié)構(gòu)。基于上述觀點，我們以橋聯(lián)的bbi配體和對苯二甲酸配體為起始原料合成了標題化合物。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Bruker Apex CCD型X射線衍射儀(德國Bruker公司)，PE2400型元素分析儀(美國Perkin-Elmer公司)。配體bbi按照文獻的方法合成[5]，所用其他試劑均為市售分析純，使用前未經(jīng)純化處理。

1.2 [Cd(bbi)(P-BDC)]n的合成

將0.5mmol CdSO4,0.25mmol bbi,0.5mmol 對苯二甲酸和0.2mmol NaOH，及10mL 蒸餾水加入20mL內(nèi)襯聚四氟乙烯不銹鋼反應釜中,待溫度升至150℃條件下加熱96小時，然后將溫度降至室溫條件下，獲得理想型白色塊狀晶體，將其清洗之后在空氣中干燥。得固體樣品經(jīng)稱量計算產(chǎn)率為5%(以Cd為計)。元素分析理論值為：C,47.0; H,2.6; N,12.2.元素分析實驗值為: C,46.8; H,2.6; N,12.3。

2 結(jié)果與討論

2.1 晶體結(jié)構(gòu)的測定

選擇大小為0.72mm,0.64mm,0.34mm的單晶，用Bruker CCD衍射儀進行衍射數(shù)據(jù)的收集。入射輻射為經(jīng)過石墨單色化的MoKα射線 (λ=0.71073?)，為ω的掃描方式。共收集5032個衍射點，其中3560個為獨立衍射點，符合I>2σ(I)的衍射點3434個。晶體結(jié)構(gòu)選用直接法以SHELXL-97程序解出，并通過全矩陣最小二乘法修正非氫原子坐標和各向異性溫度因子。氫原子的位置通過理論加氫的方法得到。標題化合物的晶體學數(shù)據(jù)見表1，化合物選擇的鍵長、鍵角見表2。

表1 化合物的晶體學數(shù)據(jù)Table 1 Crystal data and structure refinement for the title compound

表2 化合物的鍵長和鍵角Table 2 Selected bond lengths (?) and angles (°)

2.2 配合物的晶體結(jié)構(gòu)

通過X-射線單晶衍射儀對其進行測定，由對衍射線的分析可以解析出原子在晶體中的排列規(guī)律，也即解出晶體的結(jié)構(gòu)。單晶結(jié)構(gòu)分析表明：在不對稱單元中有一個中心金屬Cd，兩個二分之一的bbi配體及兩個二分之一的對苯二甲酸。Cd1原子處在六配位結(jié)構(gòu)中，與四個來自羧基中的O原子相連(Cd1-O1鍵長為2.2812(17)?，Cd1-O2鍵長為2.5226(16)?，Cd1-O3鍵長為2.2812(17)?，Cd1-O4鍵長為2.546(2)?)，還與兩個來自bbi配體的兩個N原子鏈接(Cd1-N1鍵長為2.2204(19)?，Cd1-N3鍵長為2.248(2)?)，形成八面體結(jié)構(gòu)，如圖1所示。bbi配體鏈接金屬Cd形成無限的一維鏈結(jié)構(gòu)，如圖2所示。該一維鏈被對苯二甲酸進一步鏈接，形成三維框架，如圖3。

圖1 配合物的不對稱結(jié)構(gòu)單元

圖2 配合物的一維鏈狀結(jié)構(gòu)

3 結(jié)論

剛性羧酸配體對苯二甲酸與橋鏈配體bbi及硫酸鎘反應合成了新型配合物，中心鎘原子是六配位的八面體結(jié)構(gòu)， bbi配體鏈接金屬Cd形成無限的一維鏈結(jié)構(gòu)。該一維鏈被對苯二甲酸進一步鏈接，形成三維框架。