基于吡啶类有机配体配合物的合成开题报告

1. 研究目的与意义

1893年瑞士化学家维尔纳(w erner)发表了配位化学方面的第一篇经典著作，自此作为无机化学分支的配位化学发展迅速。1923年, 英国化学家西奇维克( s idgw ick)提出有效原子序数法则(effective atomic number )，揭示了中心原子电子数与配位数之间的关系；1940年，美国化学家鲍林( pauling)提出了著名的价键理论(valence-bond theory），说明了配合物的基本性质；1929年贝特( bethe)和1932年范弗里克( v anv leck)提出晶体场理论(crystal-field theory)，在静电理论的基础上考虑了中心原子的轨道在配体静电场中的分裂，既保留了晶体场理论的具体模型使计算简捷，又吸收了分子轨道理论，因而在配合物的结构和性质方面得到了广泛的应用。处于有机化学与无机化学交叉理论间的配位化学打破传统界限，配合物既有无机化合物分子的坚硬性，又有有机化合物分子的结构多样性， 而且还可能会出现无机化合物和有机化合物中均没有的新特性，它在化学键理论、配合物性能等多样性方面引起人们的研究兴趣。目前已有20多位科学家因从事与配位化学有关的研究而获得诺贝尔奖。

配位聚合物( coordination polymers)是指通过有机配体和金属离子间的配位键形成的并且具有高度规整的无限网络结构的物质。20世纪80年代，r.robson 在发表于《美国化学会志》上的文章中首次明确提出配位聚合物，它是配位超分子化学研究的一个重要内容，由过渡金属和有机配体自组装而形成，它结合了复合高分子和配位化合物两者的特点，表现出独特的结构特征，在非线性光学材料、磁性材料、超导材料以及在气体存储与分离、离子交换与识别等领域有着巨大的应用前景。所以，配位聚合物作为新型的功能性分子材料已经受到各个领域的研究人员的重视。目前，聚合物的研究主要集中在合成具有新颖结构的配位聚合物，并通过对其结构特点的分析，探讨其结构及其功能的关系，进而开发它们潜在的功能，并最终使其功能化。影响配位聚合物结构的因素有很多，其中最主要的影响是配体和金属离子(或叫受体和底物)，总体结构可由配体分子的几何形状和金属离子的配位性质加以预测， 其它影响因素会对配合物的结构起着细微的影响。从这一点出发，选择合适的配体作为合成材料就显得尤为重要，不同的有机分子结构、化学和物理性能直接影响到目标产物的结构和性质。多功能复合材料的设计和开发领域具有巨大的发展潜力以及诱人的发展前景，因而带动了相关领域研究的迅速发展。比如，具有与分子筛相类似的孔道拓扑结构的大孔道或孔穴的配位聚合物，可作为配合物微孔材料；作为非线性光学材料的配位聚合物的研究；分子磁体的配位聚合物的设计合成；具有手性拆分和催化功能的配位聚合物的合成；作为复合分子材料的配位聚合物。配位聚合物具有多种良好的性能能，如:光、电、磁、手性等，再加上本身就具有的孔特征以及特有的良好的可裁性和易功能化的特性， 使设计合成两种或多种性能相结合的配位聚合物复合材料成为可能。

吡啶配体具有σ给电子能力和π受电子能力，能够与多种金属形成稳定的配合物;另外，酰胺基在自然界中广泛存在，是蛋白质结构中不可缺少的组成部分，并参与生物体内重要的生命过程。由于酰胺基既能作为氢键给体(-nh-)，又能作为氢键受体(-c=o)广泛地形成氢键，而氢键是主客体分子识别的最主要的作用力之一，因此许多酰胺类化合物被设计成为高选择性的人工受体，成为配位化学的一个重要的配体构造单元。这些配体及配合物已广泛用于分子催化，太阳能转换，比色分析，除草剂，分子识别等领域。结合了高分子和配位化合物的两者的特点，所以具有独特的性质，在非线性光学材料、磁性材料、超导材料及催化等方面都有极好的应用前景。

2. 研究内容和预期目标

1、选择酰胺吡啶配体与金属离子构筑配合物

基于吡啶环具有σ给电子能力和π受电子能力，酰胺基团既能作为氢键给体(-nh-)，又能作为氢键受体(-c=o)的功能性，本课题将两个功能团合理地设计到同一个有机配体分子中，与金属盐自组装来构筑配合物。

3. 研究的方法与步骤

1、查阅相关文献资料，合成出酰胺吡啶配体，同时了解配合物的常规合成方法

配合物的合成通常是指在适宜的温度和压力范围内，利用饱和溶解度的原理使化合物从溶液中结晶出来。对于羧酸类配体的配位聚合物的合成方法一般是：常规溶剂挥发法、水（溶剂）热合成法、扩散法等

1.1溶液挥发法

4. 参考文献

[1]mohapatra b and verma s. crystal engineering with 2-aminopurine and 2,6-diaminopurine derivatives:dimmers, metallaquartets, and halide-bridged clusters [j]. cryst. growth des., 2016, doi:10.1021/acs.cgd.5b01257.

[2]jin z, zhao h-y, zhu g-s, et al. a novel microporous mof with the capability of selective adsorption of xylenes [j]. chem.comm., 2010, 46, 8612-8614.

[3]burrows a d, frost c g, stevenson a j, et al. solid state interconversion of cages and coordination networks via conformational change of a semi-rigid ligand [j]. chem.comm., 2010, 46, 5064-5066.

5. 计划与进度安排

（1）2022-2-22~2022-3-18（第一到四周）在查阅文献资料的基础上，写出开题报告。

（2）2022-3-21~2022-5-20（第五周到第十三周）完成合成实验、结构表征。