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Demko-Sharpless 合成稀土四唑化合物的结构及性质

2021-09-22应婷婷韩定冲谭育慧李玉孔唐云志杜鹏康庄加昌

人工晶体学报 2021年8期

应婷婷,韩定冲,谭育慧,李玉孔,黄 珺,唐云志,杜鹏康,庄加昌

(江西理工大学材料冶金化学学部,赣州 341000)

0 引 言

Sharpless等[1]开创了一种简单安全又环保的合成四氮唑化合物的方法后, 利用原位反应合成四唑有机配体成为研究热点。四氮唑环上具有四个可配位的氮原子,因此具有丰富的配位模式,既可以以桥联的方式与金属离子配位,也可以以螯合的方式与金属离子配位。此外,在进行配位反应时四氮唑环上唯一的N-H基团的氢原子通常情况下会离去,使整个配体显负电性,同时四个N原子的电荷密度分布均匀,这导致所有氮原子的配位能力大致相同。即四氮唑配体具有多种配位模式与金属离子进行配位(见图1)。

图1 四唑配体的部分配位方式Fig.1 Possible coordination modes of tetrazole

在进一步的研究中,本课题组利用氰基吡啶(4-氰基吡啶和3-氰基吡啶)与稀土盐作用,已经合成了四个稀土四唑离子型化合物,它们分别为([Ln(H2O)8·3(p-TPD)·2(p-HTPD)·7H2O], (Ln=Nd, Eu, Yb,p-TPD=4-tetrazoylpyridine), [Ln(H2O)8·3(m-TPD)·6H2O], (m-TPD=3-tetrazoylpyridine, Ln=Yb)[5]。为了进行更加深入的研究,所以本文以Ln3+为Lewis酸催化剂, 利用4-氰基吡啶(3-氰基吡啶)为配体, 选择Ln3+代替过渡金属盐作为Lewis酸, 进行[2+3]环加成反应, 然后程序降温冷却至室温, 成功合成了四个目标产物(见图2)。值得一提的是, 目标产物完全不同于其他的四唑配合物, 所有的稀土配合物(1~4)均为离子型, 中心金属阳离子[Ln(H2O)8]3+在内层, p-TPD和p-HTPD阴离子在外层, 内外两层由氢键相互连接。同时,利用单晶X射线衍射分析、红外光谱分析、热重分析、介电性能分析、X射线粉末衍射分析等对目标产物进行了表征[18-21]。

1 实 验

1.1 晶体生长

化合物1的合成如图2所示。……

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