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1、2-吡嗪甲酸铬金属配合物的合成与晶体结构研究目 录摘要IAbstractII引言1第一章 概 述21.1 配位化学研究的概述21.1.1 配合物的定义、种类及合成方法21.1.2 配位化学的发展及应用21.1.3 金属配位聚合物研究概况31.1.4 吡嗪羧酸类配合物的研究概况31.2 吡嗪羧酸类配体的结构特征和配位模式41.3 选题目的和意义4第二章 N-(2-羟基苯甲酰基)-2-羟基苯并酰肼金属配合物的合成与晶体结构研究52.1 引言52.2 实验部分52.2.1 试剂与仪器52.2.2 配合物的合成原理62.3 配合物晶体结构分析62.3.1 配合物Cr2(OH)2(pca)4的晶体结构6
2、2.3.2 配合物Cr2(OH)2(pca)43H2O的晶体结构92.4 结果与讨论13结论14致谢15参考文献162-吡嗪甲酸铬金属配合物的合成与晶体结构研究摘要：吡嗪和吡嗪羧酸衍生类配体在结构上具有特殊的性质，能够通过数量众多的配位点与金属进行配位，作为重要的有机桥联配体被广泛使用。2-吡嗪羧酸是一种含氮杂环配体，在有机-无机化学领域中占有重要地位，它与金属间可以通过桥联作用合成配合物，配合物属于有机-无机杂化材料，因其独特的物理性质和多样的结构引起科学研究者的兴趣，因此在近年来日益成为热门的研究领域。配合物因具其结构、磁性、以及反应机制等特点在无机化学、生物模拟及分析化学等研究领域中均有
3、十分重要的理论意义。通过对这类有机配合物构效关系的探索，有利于在新型功能材料的合成及探索生命机理等领域的深入研究。吡嗪及其羧酸衍生配体对很多有机化学研究领域都具有重要的理论及现实意义。鉴于此，本文合成了Cr2(OH)2(2-pca)4和Cr2(OH)2(2-pca)43H2O，并对配合物进行了晶体结构研究。关键字：2-吡嗪甲酸 金属配合物 晶体IISynthesis and Crystal Structure of Pyrazine-2-Carboxylic Acid Chromium Metal ComplexesAbstract: Pyrazine and its carboxylic a
4、cid derived ligands have special structural properties and can be coordinated with metals through a large number of coordination sites. They are an important class of important organic bridging ligands. 2- pyrazine carboxylic acid is nitrogen containing heterocyclic ligand has an important position
5、in the field of inorganic organic metal complexes, and through the synthesis of the bridging effect are important organic-inorganic hybrid materials, because of its special physical properties and structure characteristics and the diversity caused by the strong interest of chemists, become a hot res
6、earch topic in recent years. The structures, magnetic properties, spectral properties, reaction mechanisms and ligand reactions of complexes have important theoretical significance and application prospects in the fields of inorganic chemistry, biological simulation and analytical chemistry. The str
7、ucture- activity relationship of these complexes, and has important theoretical and practical significance for the synthesis of new functional materials and the exploration of life mechanism. In view of this, Cr2(OH)2(2-pca)43H2O was synthesized by hydrothermal method, and a series of structural stu
8、dies were carried out on the complexes. This not only enables us to have a clearer and deeper understanding of the synthesis, chemistry and structural chemistry of metal complexes containing hydroxyl and carboxyl ligands, but also has some guiding significance for further practical applications.Keyw
9、ords:Pyrazine-2-carboxylic acid; Metal Complexes; ligands引 言吡嗪是一种被日益重视的桥连配体，在化学领域中占据十分重要的地位。在发生化学反应时，吡嗪能够与金属离子之间产生价轨道重叠，是一种潜在的磁交换递质。羧酸类配体也具有桥连作用，并能够为化学反应提供磁场交换路径。羧酸根常在配体与配合物的设计与合成领域中得到大量应用，因其具有多样的配位形式。羧酸根的独特性在于其既可以提供氢键(-OH)，同时又能作为氢键的受体，因为羧酸根的这种特点，羧酸类配合物可以在单元和单元间形成氢键。同时有吡嗪基团和羧酸根基团的配体在发生化学反应时与金属离子配位更易
10、形成具有新颖独特结构和性能奇特的配合物，即吡嗪羧酸类配合物。吡嗪羧酸类化合物在结构上含有O和N两种供电子原子，是一种优秀的能与金属配位的配体。常被用在电子转移和磁化学研究领域作为活性配体。目前，吡嗪羧酸类金属配合物在合成方法、结构和性质研究等方面都取得了飞跃性的发展，但其低温热容、溶解焓和标准摩尔生成焓等热化学性质方面的研究相对不足。物质的热容对其显热式储能性能有紧密的影响。物质的标准摩尔生成焓是通过理论计算出的物质在化学反应中参与的反应焓、是分析其热力学平衡常数及理论产率等性质时必须依据的数据之一。16第1章 概 述1.1配位化学研究的概述1.1.1配合物的定义、种类及合成方法由具有接受多个
11、不定域电子或孤对电子的一定数量的原子或离子(中心原子)和可以给出多个不定域电子或孤对电子的一定数量的离子或分子(配位体)，完全或部分通过配位键结合而形成的化合物，称为配合物1。包含由中心原子或离子与几个配体分子或离子以配位键相结合而形成的复杂分子或离子称为配位单元。含有配位单元的化合物称作配位化合物2。按照配位原子的差异可以把配合物分为含氧类有机配体配合物、含氮类有机配体配合物和含氧、氮类有机配体配合物。含氧类配合物主要为羧酸配合物，此类配合物由羧基氧进行配位。含氮配体多为吡啶、咪唑等含氮元素杂环配体，此类配合物中由N进行配位。常用的合成方法为溶液法、扩散法、水热合成法、微波法3。合成过程可能
12、受到其他因素决定，因此同样的反应物在不同的环境条件下可能得到不同的产物。1.1.2 配位化学的发展及应用配位化学属于无机化学的新进建立且发展迅速的副支学科，又称为络合物化学。现代配位化学的主要研究任务为金属原子或离子与有机物和无机物反应生成拥有配位化合物特征以及反应、构造、键的形成、制备方法和分类。配位化合物因为其新颖且独特的拓扑结构和在能力材料以及分子辨认等方面的潜在应用前景,得到了人们尤其是研究人员越来越多的关注。现代配位化学和生物化学、药物化学、化学工程、有机化学等多个领域都有十分紧密的关系4。在研究对象方面，配位化学对结合材料科学和生命科学研究越来越重视。从研究分子到材料合成等各个领域
13、都对功能体系的分子设计更加重视。新型功能配合物的合成与性质研究逐渐成为配位化学的研究热点。这类配合物在催化活性、导电性、非线性光学性质、电致发光、磁学性质和抗癌活性等方面均展示出重要的物化和生化特性。对于开发新型功能材料，探索了解生命机理具有重要的理论与实验指导意义。由于人们对配位化学的重视程度日益提高，其应用的范围随之增加。对配位化学的细致研究可以更加了解配合物对金属表面的缓蚀以及保护作用、能够不断升级技术以更好的对金属及金属元素进行提纯分离、广泛应用于中成药的研究中、在生物化学中使用广泛及研究配位超分子化合物的合成。1.1.3金属配位聚合物研究概况金属配位聚合物的物理和化学性能都十分独特，
14、因此在功能高分子研究领域中被当做重要的研究对象，这类配合物是一种既保持有机高分子特性又具有无机金属特性的高分子材料。金属配位聚合物具有新颖的结构和奇特的性能,在理论研究上有很高的价值。展现出优秀的热、力、光、电、磁学性质，因此受到人们的极大重视。有希望在信息传播与储备、光电子纤维、照相技术、静电印刷方法、催化剂、半导及超导体、陶瓷等领域得到更加广泛的使用。对金属配位聚合物的研究能够对探索及制备新型材料、开发和利用新能源、石油化工、精细化工、开发新产品和工艺变革等方面都有深远的研究意义。近年来,发达国家对金属配位聚合物的研究越来越重视，并取得了大量的研究成果。我国在1970年代末期开始对这个领域
15、加以研究，但目前来说仍不够深入,仍需要科学工作者共同努力,做出拥有中国特色的研究成果。1.1.4吡嗪羧酸类配合物的研究概况近年来，有机-无机杂化材料因其特殊的网络架构，以及在各领域展现出良好的应用性能而被广泛关注。羧酸配位聚合物在配位化学学科中占有重要地位，因其在结构上具有有趣且独特的的拓扑结构以及在功能材料方面所拥有的潜在应用价值，其逐渐成为研究人员关注的重点。吡嗪-2-甲酸上的两个N原子和两个羧基氧原子既能够作为供电子原子，同时也是氢键受体。因为这些特性，吡嗪-2-甲酸具有促进形成超分子组装的作用。吡嗪-2-甲酸可以通过和金属配位得到种类多样的有机-无机杂化材料。这些杂化材料具有丰富的化学
16、结构，在化学催化领域和发光材料科学等方面均具有十分重要的应用价值。在世界学术范围内，研究人员利用2-吡嗪甲酸的性质合成具有特殊性质的配合物有大量报道。如ASGoher等人利用2-吡嗪甲酸与叠氮桥合成了具有一定磁性的Cu(pzc)(N3)n；Delia.M等人合成出碘配位的CdI，将其与吡嗪-2-羧酸进行反应，形成了CdI(Pzc)(H2O)n。这种配合物被大量用于功能配合物方面。Chutia等人首先合成了Co和Cu，并将其与2-吡嗪甲酸反应合成新的配合物，通过将配合物密封装入Y型超笼分子筛并负载到铝和硅的表面，得到了特殊的新型负载型金属配合物。Kirillova等人在2-吡嗪甲酸和过氧化氢环境下，利
