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三维镍配合物的水热合成及其晶体结构*

2014-08-08李秀梅牛艳玲王志涛

通化师范学院学报 2014年4期
关键词:键长晶体结构配位

李秀梅,牛艳玲,王志涛

(通化师范学院化学学院,吉林通化134002)

由于配位聚合物在选择性催化、分子吸收、主客体化学、光学、电学以及磁性等方面的独特性能而表现出了很好的应用前景,所以这类配位聚合物的设计合成以及性质研究已成为化学和材料学科中活跃的领域之一[1-2].1,3-双(咪唑基 -1-甲基)苯(mbix)是一种非常重要的双咪唑基配体,由于亚甲基上sp3-C原子的存在,1,3-双(咪唑基-1-甲基)苯配体具有高的柔韧性并能够采取不同的反式和顺式构型.文献表明,1,3-双(咪唑基-1-甲基)苯是一种很重要的桥联配体,因其具有很好的配位能力而广泛应用于构筑不同维度的配位聚合物[3-4].本文采用Ni(ClO4)2·6H2O 和4,4′-二苯醚二甲酸、mbix为原料,在水热反应条件下,合成了一种新的一维链状配位聚合物[Ni1/3(mbix)]3n·2nClO4-·3nH2O,并通过元素分析、红外光谱和X-射线单晶衍射等方法对其进行了进一步的表征.

1 实验

1.1 仪器与试剂

Vario Micro cube型元素分析仪;FTIR-650型傅里叶变换红外光谱仪(KBr压片);SMARTAPEX型X-射线单晶衍射仪.所有试剂均为分析纯.

1.2 [Ni1/3(mbix)]3n·2nClO4-·3nH2O的合成

将 Ni(ClO4)2·6H2O(0.4mmol)、4,4′- 二苯醚二甲酸(0.4mmol)和mbix(0.2mmol)充分混合,用NaOH调节pH为6.02,封入25ml聚四氟乙烯衬底的高压反应釜中,使其在120℃自生压力下充分反应7天,自然冷却至室温,过滤,用蒸馏水洗涤,得到蓝色块状晶体,产率为51%.元素分析理论值(%)(C42H48Cl2N12NiO11):C,49.14;H,4.71;N,16.37.元素分析实验值(%):C,48.76;H,4.26;N,16.10.红外光谱:3629w,3524w,3130w,1610m,1515s,1453w,1401w,1341w,1284m,1232m,1097s,1033w,939w,822w,753w,727s,666s,638w,623w,593w.

1.3 [Ni1/3(mbix)]3n·2nClO4-·3nH2O晶体结构的测定

选取尺寸为0.499 mm ×0.374 mm×0.342 mm的晶体放置在SMART-APEX CCD上进行X-射线衍射数据收集,用石墨单色化的 MoKα(λ=0.71073Å)作为入射辐射,在 4.08°≤2 θ≤51.92°范围内,室温(293K)下共收集独立衍射点2996个,其中I>2α(I)的可观测点2730个.晶体结构由直接法解出,非氢原子的坐标是在以后的数轮差值Fourier合成中陆续确定的,对全部非氢原子的坐标及各向异性参数用SHELXL-97[5-6]程序以最小二乘法修正对F2进行精修.该配合物属于六方晶系,R3空间群,其晶体学数据为a=12.563(2),b=12.563(2),c= 25.453(9)Å,α = 90.00,β =90.00,γ =120.00,V=3479.2(14)Å3,Z=3,Dc=1.470g/cm3,μ =0.606mm-1,F(000)=1602,R1=0.0631,wR2=0.1689.

2 结果与讨论

X-射线衍射分析表明配合物是由[Ni1/3(mbix)]3n·2nClO4-·3nH2O单元自组装形成的,其非对称单元如图1所示.在每一个单元中,中心离子Ni2+与6个N原子(分别来自于6个mbix配体)形成六配位的八面体结构,其中 N2、N2A、N3、N3A位于赤道平面上,N2B、N3B位于轴向位置.配合物的选择性键长、键角数据如表1.从表1中可以看出,Ni-N键长在2.111(5)~2.164(5)Å范围内.标题配合物中1,3-双(咪唑基-1-甲基)苯配体采取顺式桥联模式,连接镉离子形成三维网状结构(图2).配体中相邻两个咪唑环的二面角为76.61°.

为了验证解析完的单晶结构是否与模拟的结果相符,室温下我们进行了X-射线粉末衍射(PXRD)数据测试(图3),测试结果表明解完的单晶结构生成模拟的粉末衍射图和实测的粉末衍射图基本上能对上.虽然有的峰位置在宽度和强度可以找到细微的差别,它仍然可以认为与理论模拟的相符,产物的纯度很高,峰的差异可能是由于粉末样品的择优取向不同而导致的.

图1 标题配合物的分子结构

图2 标题配合物的三维网状结构

图3 标题配合物的PXRD分析图(底-模拟,上-实验)

表1 选择性键长(Å)和键角(°)

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[4]纪建业,李忠平,李秀梅,等.一维链状配合物[Cd(mbix)Cl2]n的水热合成及其晶体结构[J].通化师范学院学报,2013,34(3):22-24.

[5]Sheldrick G M.SHELXS 97.Program for the Solution of Crystal Structure[M].Germany:University of Göttingen,1997.

[6]Sheldrick G M.SHELXS 97.Program for the Refinement of Crystal Structure[M].Germany:University of Göttingen,1997.

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