缔合羟基喹啉及席夫碱衍生物的晶体结构与光学性能研究

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作者饶小金
来源华侨大学
出版年2014
摘要
本文以8-羟基喹啉为原料对其进行化学修饰,得到了5,5′-亚甲基-双-8-羟基喹啉(sbql)配体,再与锌(II)盐配位得到配合物1;以4-N-(2′-吡啶亚胺)苯甲酸(Hppab)、2-N-(2′-吡啶亚胺)乙磺酸钾盐(Kpmta)以及2-N-(2′-吡啶亚胺)乙磺酸钾盐(Kpmta)为第一配体,3,5-二羟基苯甲酸(dhbz)为第二配体,分别与过渡金属铜(II)盐、铁(III)盐、钴(II)盐配位培养得到3种席夫碱金属配合物晶体。此外,还合成1种含对氯苯氧乙酸基的酰腙化合物晶体,并用X-射线单晶衍射、红外光谱、荧光分析、差热与热重分析、量子化学计算对晶体的结构特征和光学特征进行了探索。本文的5种晶体分别为:1.[ZnCl4]2·8H2O·4Cl-·4sbql(1);2.[Cu2(p-pba)2(S)2]2+·SO42-(2);3.[Fe2(pmta)2(azide)2(H2O)2]·2H2O (3);4.[Co2(pmta)2(dhbz)2(H2O)2]·2H2O(4);5.D-cpiad(5)对上述五种晶体做了X-射线单晶衍射实验,并对其结构做了解析,结果表明,晶体1、2和4为三斜晶系,1、4空间群为手性空间群P1,2的空间群为P-1,晶体3和晶体5为单斜晶系,空间群为P21/c。配合物1和4因具有手性空间群有潜在的非线性光学性质,且是双核的配合物,配合物2是个配位聚合物,配合物3是个单核的金属配合物,其中在晶体1中有8个游离的水分子说明氢键非常丰富,且晶体1中的氯锌酸根把四个个缔合的8-羟基喹啉阳离子结合在一起,晶体2具有之字层状结构。金属配合物2和4都是五配位的配合物,并且参与配位的都有水分子,晶体5分子间通过氢键和π-π相互作用连接在一起。在五种晶体的晶胞中都存在着氢键,晶体1、2和5中都还存在着面对面的π-π相互作用,从而使他们具有稳定的晶体结构。除此之外,对晶体1进行倍频测试,表明其具有倍频响应,且晶体2、3、4和5因含C=N双键使其在非线性光学材料、发光二极管和二次电池的升级优化等领域具有广阔的应用前景,成就了其成为光学材料的潜能。荧光光谱分析表明:配位剂与金属配合后,都表现出了荧光性质,配合物2、4荧光峰发生了蓝移,配合物3发生了红移,提供了电致发光器件制备及性能研究的理论依据。通过红外光谱分析,知道各种晶体的特殊官能团峰值位置与其配体峰值的位置相比发生了一定的变化,进一步证明了配体与金属发生了配位。量子化学计算说明,金属配合物的前线分子轨道能级差和纯有机配体的前线分子轨道的能级差值发生了改变,这是由于配体与金属发生了配位,结合紫外光谱分析,金属配合物的结构与理论分析的结构相吻合。

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