三嗪衍生物配体构筑的功能配合物研究(2)

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1 绪论

金属离子和有机配体能够按照自组装的方法构建具有不同维度结构的材料被称为金属-有机配位聚合物（MOCPs）。[1-2] 金属的种类有很多，比如说过渡金属、稀土金属、碱金属、碱土金属等，有机配体的种类和形态是数不胜数，当有机配体和金属离子进行自由组合去合成金属有机框架材料时，可供选择的范围比较宽广，所以可以合成具有不同结构且具备许多优良特性的金属-有机配位聚合物。[3-11] 本论文所说的三嗪衍生物配体是通过三聚氯氰（C3N3CL3）发生亲核取代反应得到的，对于合成出来的三嗪衍生物配体而言，它是可以作为反应物去合成一系列金属-有机配位聚合物。对于一些研究者来说，合成和研究具有多种功能的三嗪衍生物配体，通过这些配体去设计并合成一些具有非常好的化学特性和物理特性的金属-有机配位聚合物，是一件非常具有挑战性的也是非常有意义的事情，对功能材料的开发具有深远意义。

1.1影响金属-有机配位聚合物结构的因素

金属离子和有机配体之间是通过配位键进行联接的，就配位键来说，它是具有一定的方向性、饱和性。正是由于配位键的特性，有机配体和金属离子之间进行配位排列时会有方向性，使其能够形成具有多种多样结构的金属-有机配位聚合物。由于金属-有机配位聚合物的结构实在是太过于复杂并且想要研究这种复杂的结构也是很困难的，所以一些研究者通过引入数学上的拓扑方法来试着去分析这种特殊的结构。影响金属-有机配位聚合物的结构的原因有多种，具体影响情况如下：

（1）金属离子的影响

稀土金属离子、过渡金属离子的配位能力有很大的差异并且自身所带的电荷也不同，在和有机配体进行配位的时候所形成的配位数也是不一样的。

（2）溶剂的影响

金属离子和有机配体共存于溶剂当中，溶剂既可以通过模板作用影响金属-有机配位聚合物的结构，也可以通过与金属离子配位来改变聚合物的结构。

（3）有机配体的影响

有机配体的几何构型复杂多样，在有机配体当中能够配位的原子有多种，导致合成出的产物会有独特的结构特点。筛选出合适的有机配体对合成金属-有机聚合物是非常有必要的。

（4）反应温度的影响

温度会影响化学反应速率，导致金属离子和有机配体的不同组合方式的结合速率的改变。

除了上面四个主要因素以外，影响金属-有机聚合物的结构还有其他因素。因此，在合成金属-有机配位聚合物的过程中要综合考虑各个因素，多尝试不同的条件，以便找到合成金属-有机配位聚合物的最佳反应条件，尽量做到节约时间与原料。

1.2三嗪衍生物构筑的功能配合的研究及其应用

从三聚氯氰（C3N3Cl3）的分子结构可以看出，三个氯原子分别连接在三个碳原子源`自*751?文.论/文`网[www.751com.cn上，C=N不饱和键影响氯原子的活性，和其他基团发生亲核取代反应比较容易，因此它可以作为三嗪环的主要供体。中国科学院福建物质结构研究所洪茂椿院士课题组利用树枝状的硫醚三嗪配体2,4,6-tris[(4-pyridyl) -methylsulfanyl]-1,3,5-triazine (tpst)与过渡金属自组装，合成了一例零维的球状超分子配合物和一例一维链状配位聚合物。[12-13]吴新涛院士课题组利用1,3,-5-triazine-2,4,6-triyltris (4-aminomethylbenzoic acid) 与Cd2+反应得到了两例二维层状结构的功能配位聚合物；且研究了它们在在不同温度下的荧光性质，发现它们在不同温度下均显示强的蓝光发射，且低温下量子产率几乎增加一倍。[14] 本论文以金属-有机配位聚合物的功能性作为研究的起点，找寻具有发光特性的三嗪-2,4,6-三胺的核为连接单元，通过发生亲核取代反应合成得到了一例含有羧基的三嗪衍生物配体（见图1-1）。然后用含有羧基的三嗪衍生物作为主配体，通过溶剂热的方法将其与过渡金属离子、稀土金属离子等自组装，合成具有一定孔道的基于三嗪衍生物的金属-有机配位聚合物晶态材料，初步设想研究它们的晶体结构，探究其荧光性能与吸附性能。