1. 研究目的与意义
近年来,有机配体和金属离子之间通过配位键等相互作用而形成各式各样的零维、一维、二维和三维金属-有机框架结构(MOF),并表现出光、电、磁、吸附、分子/离子识别与交换、催化等性质,因此相关研究倍受广大化学工作者们的关注。
杂环化合物种类繁多,广泛存在于自然界中,其中最稳定、最常见的是含氮原子的氮杂环及其衍生物。氮杂环衍生物极为重要,一方面,生理上许多重要物质都是由其构成,例如核酸、维生素、药物、天然色素等。另一方面,氮杂环化合物还可作为药物、染料、除草杀虫剂等。选择适宜的氮杂环类配体与特定配位构型的金属离子构建零维、一维、二维和三维金属-有机框架结构,研究其光、电、磁、吸附、分子/离子识别与交换、催化等性质,对于研究动植物的生理作用以及药物研发具有极大的意义。
2. 国内外研究现状分析
1.2004年,kitagawa等[10]以functional porouscoordiantion polymer(功能多孔配位聚合物)为题在angew. chem., int. ed.杂志上对这方面的研究作了较为详细的综述。
2.yaghi等还用一系列咪唑基配体成功合成了具有选择性吸附co2气体的多孔沸石类咪唑金属-有机骨架(zeolitic imidazolateframeworks, zifs)配合物。2008年,他们在science杂志上报道了部分具有吸附co2性质的zifs,这些化合物能够被归属为七种典型的硅铝分子筛结构[14]。在这些结构中,[zn(bim)(nim)] (zif-68), [zn(cbim)(nim)] (zif-69), [zn(im)1.13(nim)0.87] (zif-70) (him = 咪唑,hbim = 苯并咪唑,hnim= 2-硝基咪唑,hcbim = 5-氯苯并咪唑)三个配合物的比表面积分别为1220, 1070, 1970 m2g-1,比目前发现的沸石比表面积二倍还要大,并且它们具有强选择性吸附co2的能力。
3.在配位聚合物中,特别是利用氢键、π-π相互作用形成的配位聚合物经常具有柔性动态多孔骨架[15-17]。2002年,kitagawa等报道了系列柔性多孔钴配位聚合物[co(ncs)2(3-pia)2]2etoh11h2o,[co(ncs)2(3-pia)2]4me2co, [co(ncs)2(3-pia)2]4thf和[co(ncs)2(3-pna)2] [3-pia =n-(3-pyridyl)isonicotinamide, 3-pna = n-(3-pyridyl)nicotinamide],且这些化合物之间存在着较好的结构转化[18]。而具有纳米孔的配位聚合物[fe2(azpy)(ncs)4](guest)(apzy = trans-4,4′-azopyridine)在其可逆吸附和脱附客体分子的过程中不仅骨架的几何构型发生了改变,同时也改变了磁自旋交叉中心的电子环境,这种现象表明了该配合物在分子传感器方面有潜在应用[19]。另外,研究具有孔洞的mofs,除力图求得有效体积大而框架又稳定的孔穴外,一个崭新的、而又颇为有趣的目标,就是对基于外界条件刺激而进行的孔穴动态变化研究,层状mofs是这类研究的优良候选物。目前,已有相关报道,这类化合物可以通过层内或层间的变化,形成不同堆积模式而导致不同孔径的孔穴形成[20],表现出一种智能型的孔穴性能。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容另附。
研究计划:
1.用50mmol 3-acetylpyridine和50mmol 3-pyridinecarboxaldehyde以及100ml水配成溶液,在不高于20摄氏度的温度搅拌反应4-12h,然后抽滤水洗,真空干燥得产物prl。
4. 研究创新点
在氮杂环类配体中应用最多的是吡啶类配体,嘧啶类衍生物应用较少,而嘧啶本身虽不存在于自然界,但其衍生物在自然界分布很广,脲嘧啶、胞嘧啶、胸腺嘧啶是遗传物质核酸的重要组成部分,嘧啶类化合物也因其具有抗真菌,促进植物生长调节作用及可作为杀虫剂、除草剂等中间体而受到人们的关注。因此,选择嘧啶及其衍生物构建MOF,有利于了解核酸形成以及一些新化工产品的开发。
