新型超分子化合物[Co(L-alanato)2(phen)]NO3·4H2O的水熱合成及其晶體結(jié)構(gòu)*1

馮秀玲, 張玉平

(懷化學(xué)院 化學(xué)化工系,湖南 懷化 418008)

金屬-有機(jī)超分子化合物因其新穎的結(jié)構(gòu)在分子識(shí)別、選擇性催化、非線性光學(xué)材料、醫(yī)藥等領(lǐng)域展示出了潛在的應(yīng)用前景[1，2]。這些化合物大多是用剛性或柔性的有機(jī)配體與過(guò)渡金屬元素通過(guò)較強(qiáng)的配位鍵或較弱的作用力,如氫鍵和π-π堆積作用形成一維、二維或三維等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[3～5]。氫鍵作為一種重要的分子間弱相互作用,它的存在不僅能使化合物結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、分子體系能量降低,還能使配合物的物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生明顯的變化, 進(jìn)而改變其光、電、磁等性質(zhì)[6～8]。

本文以Co(NO3)2·6H2O,鄰菲啰啉(phen)與L-丙氨酸(L-alanato)為原料，通過(guò)水熱法合成了新型超分子化合物[Co(L-alanato)2(phen)]NO3·4H2O(1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)IR,元素分析和X-射線單晶衍射分析表征。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Nicolet 170SX FT-IR型傅立葉紅外光譜儀(KBr壓片);Carlo Erba 1106型元素分析儀；Mettler Toledo TGA/SDTA 851型熱重分析儀；Bruker Smart APEXⅡ型X-射線單晶衍射儀。

所用試劑均為分析純。

1.2 1的合成

在內(nèi)襯聚四氟乙烯的不銹鋼反應(yīng)釜中依次加入Co(NO3)2·6H2O 145 mg(0.5 mmol), phen 99 mg(0.5 mmol) 和L-丙氨酸89.1 mg(1 mmol),攪拌均勻后置恒溫箱中于120 ℃反應(yīng)3 d。自然冷卻至室溫，過(guò)濾，濾餅干燥得紅色塊狀晶體1，產(chǎn)率37%(以Co計(jì)算); IRν: 3 431, 3 224， 3 097， 1 651, 1 521, 1 431, 1 384, 1 284, 1 227, 1 151, 1 116, 1 036, 849, 720 cm-1; Anal.calcd for C18H26N5O11Co: C 40.13, H 5.27, N 12.98; found C 39.3, H 5.10, N 12.74 。

1.3 1的晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定

將1單晶(0.33 nm×0.26 nm×0.20 nm)置衍射儀上，以石墨單色化的鉬靶(λ=0.071 075 nm)輻射為光源，收集衍射數(shù)據(jù)。對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行半經(jīng)驗(yàn)吸收校正，晶體結(jié)構(gòu)采用SHELXL-97程序[9]解析，采用理論計(jì)算方法對(duì)氫原子和非氫原子的各向同性和各向異性溫度因子進(jìn)行全矩陣最小二乘法修正。1的晶體學(xué)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

2 結(jié)果與討論

2.1 1的表征

表 1 1的晶體學(xué)參數(shù)Table 1 Crystal data and refinement details of 1

2.2 1的晶體結(jié)構(gòu)

1的主要鍵長(zhǎng)和鍵角見(jiàn)表2，氫鍵鍵長(zhǎng)和鍵角見(jiàn)表3。圖1和圖2分別為1的分子結(jié)構(gòu)圖和三維結(jié)構(gòu)圖。

表 2 1的部分鍵長(zhǎng)和鍵角Table 2 Selection bond lengths and angles of 1

表 3 1的氫鍵鍵長(zhǎng)和鍵角Table 3 Hydrogen bond lengths and bond angles of 1

#1-x, -y+1 ,-z+1;#2-x+1, -y+1, -z+2;#3x, y-1, z

圖 1 1的分子結(jié)構(gòu)圖Figure 1 Molecular structure of 1

圖 2 1的三維氫鍵結(jié)構(gòu)圖Figure 2 3D structure of 1 formed by hydrogen bonds

2.3 1的熱重分析

圖3是1的熱分析曲線。由圖3可見(jiàn)，1在63 ℃～270 ℃失重，分別于135 ℃和225 ℃出現(xiàn)兩個(gè)強(qiáng)的放熱峰，失重率約44%，對(duì)應(yīng)所失四個(gè)水分子和一個(gè)phen(理論值45.9%)。

Temperature/℃圖 3 1的熱分析曲線*Figure 3 Thermal analysis curves of 1*空氣氛,氣體流速60 mL·min-1,升溫速度15 ℃·min-1,掃描范圍0 ℃～400 ℃

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