基本信息
- 項目名稱：
- 首例含二維水簇配位聚合物的超分子自組裝
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 超分子體系是由多個分子砌塊經(jīng)分子間弱相互作用締合而成的有序復(fù)合體,其具有獨特的網(wǎng)狀、層狀、鏈狀、螺旋狀等微觀結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的光、電、磁、催化、生物活性等宏觀特性。 本論文使用鎳大環(huán)配體和多羧酸橋基作為構(gòu)筑砌塊成功地合成了一例新穎的超分子化合物。據(jù)我們所知，具有八元椅式構(gòu)象的水簇結(jié)構(gòu)和由八元水簇拓展的二維水簇平面尚未見報，屬世界首例。
- 詳細介紹：
- 合成了一個新型層狀超分子化合物[Ni(L)(TPHA)]?8H2O（L = 1,3,6,9,11,14-hexaazatricyclo[12.2.1.16,9]octadecane, TPHA = terephthalate dianion），并通過紅外光譜和X射線單晶衍射成功地表征了結(jié)構(gòu)。該化合物是電中性，其中鎳原子經(jīng)對苯二甲酸橋聯(lián)形成一維無限鏈狀結(jié)構(gòu)；同時，該超分子配合物還含有獨特的八元水簇結(jié)構(gòu)。該八元水簇有效地將一維鏈擴展為三維層狀結(jié)構(gòu)。每個水簇分子通過一個O?H???O氫鍵（長度為2.724 ? 至 3.056 ?）將彼此連接起來。該化合物屬單斜晶系，空間群為P21/c with a = 9.788(3), b = 13.030(4), c = 11.646(4) ? and ? = 104.551(5)°.
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 超分子體系是由多個分子砌塊經(jīng)分子間弱相互作用締合而成的有序復(fù)合體,其具有獨特的網(wǎng)狀、層狀、鏈狀、螺旋狀等微觀結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的光、電、磁、催化、生物活性等宏觀特性。因此, 超分子化學已成為化學、生命科學、材料科學和信息科學等領(lǐng)域研究的熱點。本小組利用對苯二甲酸擴展橋成功地合成了一例結(jié)構(gòu)新穎、具有二維水簇結(jié)構(gòu)的超分子化合物。
科學性、先進性及獨特之處
- 對于超分子化合物的研究已逐漸成為化學、生物、材料等領(lǐng)域的熱門話題，而具有二維水簇結(jié)構(gòu)的超分子體系迄今僅見報幾例。據(jù)此，本論文成功地合成了一例新穎的超分子化合物。據(jù)我們所知，具有八元椅式構(gòu)象的水簇結(jié)構(gòu)和由八元水簇拓展的二維水簇平面尚未見報，屬世界首例。該發(fā)現(xiàn)對生命科學、材料科學以及超分子自組裝均具有一定的理論和現(xiàn)實意義。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 近年來設(shè)計和合成具有無限伸展結(jié)構(gòu)的配位聚合物，特別是超分子化合物已經(jīng)成為多學科關(guān)注的熱門研究課題。因為超分子具有非常獨特的性質(zhì)，其在磁性材料、非線性光學材料、超導(dǎo)材料及催化等諸多方面都有極好的應(yīng)用前景。目前超分子配合物的研究主要集中在其合成、結(jié)構(gòu)表征、性質(zhì)探索方面，加強對此類結(jié)構(gòu)的研究和理解，對實現(xiàn)多維空間組裝的分子工程、晶體工程、乃至磁工程有著重要意義。
學術(shù)論文摘要
- 摘要：合成了一個新型層狀超分子化合物[Ni(L)(TPHA)]?8H2O（L = 1,3,6,9,11,14-hexaazatricyclo[12.2.1.16,9]octadecane, TPHA = terephthalate dianion），并通過紅外光譜和X射線單晶衍射成功地表征了結(jié)構(gòu)。該化合物是電中性，其中鎳原子經(jīng)對苯二甲酸橋聯(lián)形成一維無限鏈狀結(jié)構(gòu)；同時，該超分子配合物還含有獨特的八元水簇結(jié)構(gòu)。該八元水簇有效地將一維鏈擴展為三維層狀結(jié)構(gòu)。每個水簇分子通過一個O?H???O氫鍵（長度為2.724 ? 至 3.056 ?）將彼此連接起來。該化合物屬單斜晶系，空間群為P21/c with a = 9.788(3), b = 13.030(4), c = 11.646(4) ? and ? = 104.551(5)°. 關(guān)鍵詞：層狀化合物；水簇；氫鍵；晶體結(jié)構(gòu)
獲獎情況
- 本論文已于2008年4月被美國國際性刊物《Structural Chemistry》正式發(fā)表（Volume 19, Number 2），并被SCI收錄（IDS Number: 321PQ）。
鑒定結(jié)果
- 本論文研究成果新穎，試驗得到的具有八元椅式構(gòu)象的水簇結(jié)構(gòu)和由八元水簇拓展的二維水簇平面尚未見報，屬世界首例。
參考文獻
- 1、可于Springer電子數(shù)據(jù)庫中檢索該作品全文，相關(guān)鏈接： 2、SCI收錄書面文件（后附）
同類課題研究水平概述
- 近年來配位超分子聚合物因其在生命科學、催化化學、主客體超分子化學和分子磁性材料、超導(dǎo)材料、非線性光學材料等方面的潛在應(yīng)用價值而成為最活躍的研究領(lǐng)域之一。這些配合物可以通過配位鍵、氫鍵、陽離子相互作用或靜電作用等設(shè)計而成。其研究已成為化學、物理、生物、材料、信息等領(lǐng)域的學科交叉研究熱點。 由于超分子化合物的獨特性質(zhì)使得其在生命科學與材料科學領(lǐng)域研究中具有重要的意義，單晶的確定和磁性研究揭示出對苯二甲酸根的成橋功能及其在分子構(gòu)筑和磁交換領(lǐng)域的獨特作用，因此以羧酸為橋基的配位超分子化合物的研究在國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域一直受到廣泛關(guān)注。而與單核斷片自組裝而成的超分子化合物的合成、光譜和磁性研究對于了解生物體內(nèi)電子傳遞機理、金屬離子間磁性相互作用的本質(zhì)以及開發(fā)分子基磁性材料均有重要的意義。 值得注意的是，三維層狀配位超分子化合物中擁有配位水簇結(jié)構(gòu)的研究成果在國內(nèi)外諸多研究中也僅有幾例得以發(fā)表公布，而含八元椅式構(gòu)象的水簇結(jié)構(gòu)的配位聚合物在國內(nèi)外尚未見報，其形成的層狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在超分子聚合物三維構(gòu)筑結(jié)構(gòu)和分子穩(wěn)定性方面的影響值得進一步深入研究，該發(fā)現(xiàn)對未來超分子化合物自組裝領(lǐng)域的研究也起到一定的推動作用。
