含雙吡啶三唑配子之金屬有機配位聚合物之自組裝、結構鑑定及性質研究

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：41

、訪客IP：3.22.181.209

姓名

張佑安(Yu-An Chang) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學學系

論文名稱

含雙吡啶三唑配子之金屬有機配位聚合物之自組裝、結構鑑定及性質研究
(Self-assembly, Structures, and Properties of Metal:Organic Coordination Polymers with Bis-pyridyl Substituted Triazole Ligand)

相關論文

★ 鈷、鋅離子與1,2,4,5-苯四酸之自組裝合成結構與性質探討	★ 探討有機鹼DBU與金屬salen錯合物在二氧化碳對環氧化物的環狀加成反應中的角色
★ 磷橋異核雙金屬錯合物的配位子移轉	★ 含有碳烯化合物之鈀金屬異相觸媒催化碳碳鍵生成反應之研究
★ 銅(I)催化的碳硫偶合反應中間產物研究	★ 鈾鍺酸鹽之合成與結構鑑定
★ 稀土元素配位聚合物和亞磷酸鹽之合成、晶體結構與發光性質研究	★ 含有機模板的錫鍺酸鹽與錫矽酸鹽之合成與其結構鑑定
★ 銅催化碳硫偶合反應之陽離子效應研究	★ 銅(I)催化碳-氮偶合反應之研究
★ 探討β芳香醚類斷裂之研究	★ 銅(I)催化碳-氮偶合反應之研究
★ 鋰鋁鈦磷酸鹽的合成、晶體結構及性質研究	★ 鋰鐵鈦磷酸鹽之晶體結構與離子導電度性質研究
★ 鈦磷酸鹽與鈦矽酸鹽之合成、晶體結構與性質研究	★ 有機-無機混成之金屬磷酸鹽/亞磷酸鹽骨架化合物的合成與性質研究

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

本文使用過渡金屬離子和 4-amino-3,5-bis(4-pyridyl)-1,2,4-triazole (4-bpt)經
由自組裝的方式合成出 {[Cd(4-bdt)(atpa)(H2O)]·(DMF)(H2O)2}n (1),
{[Cd(4-bdt)(htpa)(H2O)]·DMF}n (2), {[Cd(4-bdt)(ntpa)(H2O)]·DMF}n (3),
{[Zn(4-bdt)(2,5-tdc)]·DMF}n (4), {[Zn(4-bdt)(cca)2]·DMAC}n (5),
{[Cu(4-bdt)2(H2O)]·(DMAC) (EtOH)0.5(H2O)3(NO3)2}n (6)等六個化合物，並以單晶
X-ray 繞射解析其結構，以螢光光譜法及氣體吸附實驗，探討各化合物的物理性
質。
鎘金屬離子和 4-bpt 配子於二甲基甲醯胺和水的混合溶劑中，分別與
2-aminoterephthalic acid (atpa) 、 2-hydroxyterephthalic acid (htpa) 或
2-nitroterephthalic acid (ntpa)以水浴法反應各得到化合物 1－3。化合物 1－3 為相
似的結構，都是以鎘金屬中心形成之二維平面，層與層間藉由氫鍵作用力形成三
維的超分子架構。化合物 1－3 中皆具有一維孔道，故進一步進行氣體吸附性質
之探討。
硝酸鋅金屬鹽類與 4-bpt 配子分別與 2,5-thiophenedicarboxylic acid (2,5-tdc)
或 4-carboxycinnamic acid (cca)兩種不同的羧酸根配子反應，各得到以鋅金屬離
子為基底的化合物 4 或 5，產物經由紅外線光譜、元素分析與單晶 X 光與粉末繞
射儀來鑑定結構，化合物 4 和 5 均為三維結構，其配位模式都非常類似於
paddle-wheel 的形式，兩個鋅金屬離子先與四個羧酸根上的氧原子配位，形成二
維的平面，再由 4-bpt 扮演著 pillar 的角色以氮原子與鋅金屬離子橋接而構成三
維的網狀結構，使化合物 4 和 5 都具有孔洞，此外化合物 4 和 5 都具有互穿的特
性，二氧化碳的氣體吸附性質也一併研究。
化合物 6 則以六配位之銅金屬中心形成二維平面，再透過氫鍵作用力及二次
互穿形成三維的超分子架構。

摘要(英)

In this thesis, a series of supramolecular compounds and coordination polymers
were synthesized via self-assembly processes and their structures and properties were
examined.
Compounds {[Cd(4-bdt)(atpa)(H2O)]·(DMF)(H2O)2}n (1),
{[Cd(4-bdt)(htpa)(H2O)]·DMF}n (2), {[Cd(4-bdt)(ntpa)(H2O)]·DMF}n (3),
respectively, were produced by the reaction of cadmium salts,
4-amino-3,5-bis(4-pyridyl)-1,2,4-triazole (4-bpt), and 2-aminoterephthalic acid (atpa),
2-hydroxyterephthalic acid (htpa) or 2-nitroterephthalic acid (ntpa) ligands in a mixture
of DMF/H2O at 50 °C. The structures of compounds 1, 2, and 3 are similar. They are
comprised of two-dimensional structures formed by seven-coordinated metal centers,
and three-dimensional supramolecular structures are formed by hydrogen bonding
interactions between the two-dimensional structures. Because the structure has a
one-dimensional channel, it has gas adsorption characteristics.
A series of zinc-based metal－organic frameworks {[Zn(4-bdt)(2,5-tdc)]·DMF}n
(4), {[Zn(4-bdt)(cca)2]·DMAC}n (5) were synthesized at 50 °C. The structures of the
two products were constructed from paddle-wheel units, which were formed from two
zinc ions, four carboxylates and two pyridine united. The properties of compounds 4
and 5 regarding the uptake of CO2 are also discussed.
The reaction of Cu2+ with 4-bpt in a mixture of DMAC/H2O/EtOH at room
temperature resulted in the formation of {[Cu(4-bdt)2(H2O)]·(DMAC)
(EtOH)0.5(H2O)3(NO3)2}n(6). Compounds 16 were characterized by infrared
spectroscopy (FT-IR), powder X-ray diffraction (PXRD), elemental analysis (EA),
and thermogravimetric analysis (TGA). Their structures were further confirmed by
single-crystal X-ray diffraction analysis.

關鍵字(中)

★ 晶體結構
★ 自組裝
★ 有機金屬框架
★ 氣體吸附

關鍵字(英)

★ crystal structure
★ self-assembly
★ metal—organic framework
★ gas adsorption

論文目次

目錄
摘要 i
Abstract iv
誌謝 v
目錄 vii
圖目錄 ix
表目錄 xiii
第一章序論 - 1 -
1.1 超分子化學 - 1 -
1.2 超分子化學中作用力介紹 - 3 -
1.2.1 凡得瓦力 - 3 -
1.2.2 氫鍵 (hydrogen bonding) - 5 -
1.2.3 π－π堆疊作用力 (π－π stacking) - 6 -
1.3 金屬－有機配位聚合物 - 7 -
1.3.1 金屬－有機配位聚合物之構形種類 - 7 -
1.3.2 金屬－有機配位聚合物之構形設計 - 11 -
1.4 自組裝合成法 - 14 -
1.4.1 室溫自組裝－擴散法 - 14 -
1.4.2 水浴合成法 - 15 -
1.4.3 水熱合成法 - 15 -
1.5 配位聚合物對二氧化碳捕捉應用 - 17 -
第二章實驗設計 - 20 -
第三章實驗部分 - 23 -
3.1 儀器與藥品 - 23 -
3.1.1 儀器 - 23 -
3.1.2 藥品 - 24 -
3.2 有機配子之合成 - 25 -
有機配子4-amino-3,5-bis(4-pyridyl)-1,2,4-triazole (4-bpt)的合成 - 25 -
3.3 金屬－有機配位聚合物的合成 - 26 -
3.3.1 鎘金屬與含4-bpt配子之金屬配位聚合物之合成 - 26 -
3.3.2 鋅金屬與含4-bpt配子之金屬配位聚合物之合成 - 29 -
3.3.3 銅金屬與含4-bpt配子之金屬配位聚合物之合成 - 31 -
第四章結果與討論 - 32 -
4.1 化合物結構與物性的探討 - 32 -
4.1.1 化合物{[Cd(4-bdt)(atpa)(H2O)]•(DMF)(H2O)2}n (1)的結構描述及其性質分析: - 32 -
4.1.2 化合物{[Cd(4-bdt)(htpa)(H2O)]•(DMF)2}n (2)的結構描述及其性質分析: - 42 -
4.1.3 {[Cd(4-bdt)(ntpa)(H2O)]•X}n (3)的結構描述及其性質分析: - 54 -
4.1.4 {[Zn(4-bdt)(2,5-tdc)]•DMF}n (4)的結構描述及其性質分析: - 65 -
4.1.5 {[Zn(4-bdt)(cca)2]•DMAC}n (5)的結構描述及其性質分析: - 76 -
4.1.6 {[Cu(4-bdt)2(H2O)]•(DMAC)(EtOH)0.5(H2O)3(NO3)2}n (6)的結構描述及其性質分析: - 85 -
4.2 化合物1－6 之結構分析 - 93 -
4.2.1 化合物 1－3 之結構與物性討論 - 94 -
4.2.1 化合物4和5之結構與物性討論 - 97 -
第五章結論 - 100 -
參考文獻 - 101 -
附錄 - 104 -

參考文獻

參考文獻
1. Lehn, J. M. Science 1985, 227, 849–856.
2. Lehn, J. M. Angew. Chem. Int. Ed. 1988, 27, 89–90.
3. Cram, D. J. Angew. Chem. Int. Ed. 1988, 27, 1009–1010.
4. Pedersen, C. J. Angew. Chem. Int. Ed. 1988, 27, 1021–1022.
5. Lehn, J. M. Nobel lecture. 1987.
6. http://2012books.lardbucket.org/books/principlesofgeneralchemistryv1.0/s1502intermolecularforces.html
7. Etler, M. C. Acc .Chem. Res. 1990, 23, 120–126.
8. (a) Desiraju, G. R. Acc. Chem. Res. 1996, 29, 441−449. (b) Hosseini, M. W. Acc. Chem. Res. 2005, 38, 313−323. (c) Trivedi, D. R.; Dastidar, P. Cryst. Growth Des. 2006, 6, 1022−1026. (d) Aakeroy, C. B.; Salmon, D. J.; Smith, M. M.; Desper, J. Cryst. Growth Des. 2006, 6, 1033−1042. (e) Murata, T.; Yakiyama, Y.; Nakasuji, K.; Morita Y. Cryst. Growth Des. 2010, 10, 4898−4905. (f) Orola, L.; Veidis, M. V.; Mutikainen, I.; Sarcevica I. Cryst. Growth Des. 2011, 11, 4009−4016.
9. (a) Janiak, C. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2000, 3885−3896. (b) Ferguson, S. B.; Sanford, E. M.; Seward, E. M.; Diederich, F. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 5410−5419.
10. Wu, C. D; Hu, A.; Zhang, L.; Lin, W. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8940–8941.
11. Lee, J. Y.; Farha, O. K.; Roberts, J.; Scheidt, K. A.; Nguyen, S. B. T.; Hupp, J. T. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1450–1459.
12. Lu, Z. Z.; Zhang, R.; Li, Y. Z.; Guo, Z. J.; Zheng, H. G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4172–4174.
13. Lu, G.; Hupp, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7832–7833.
14. Wang, R.; Meng, Q.; Zhang, L.; Wang, H.; Dai, F.; Guo, W.; Zhao, L.; Sun, D. Chem. Commun. 2014, 50, 4911−4914.
15. Wang, H. H.; Jia, L. N.; Hou, L.; Shi, W. J.; Zhu, Z.; Wang, Y. Y. Inorg. Chem. 2015, 54, 1841−1846.
16. He, H.; Sun, F.; Jia, J.; Bian, Z.; Zhao, N.; Qiu, X.; Gao, L.; Zhu, G. Cryst. Growth Des. 2014, 14, 4258−4261.
17. (a) Zaworotko, M. J. Chem. Commun. 2001, 19. (b) Abourahma, H.; Moulton, B.; Kravtsov, V.; Zaworotko, M. J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 9990−9991. (c) Kitagawa, S.; Kitaura, R.; Noro, S. I. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 2334–2375. (d) Kitagawa, S.; Uemura, K. Chem. Soc. Rev. 2005, 34, 109−119. (e) Yi, L.; Yang, X.; Lu, T.; Cheng, P. Cryst. Growth Des. 2005, 5, 1215−1219. (f) Perry, J. J. th; Perman, J. A.; Zaworotko, M. J. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1400−1417. (g) Leong, W. L.; Vittal, J. J. Chem. Rev. 2011, 111, 688–764. (h) Vukotic,V. N.; Loeb, S. J. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 5896–5906. (i) Batten, S. R.; Champness, N. R.; Chen, X. M.; GarciaMartinez, J.; Kitagawa, S.; Öhrström, L.; O′Keeffe, M.; Suh, M. P.; Reedijk, J. CrystEngComm. 2012, 14, 3001–3004.
18. Kitagawa, S.; Kitaura, R.; Noro, S. I. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 2334–2375.
19. Ockwig, N. W.; DelgadoFriedrichs, O.; O′Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Acc. Chem. Res. 2005, 38, 176−182.
20. Deng, H.; Grunder, S.; Cordova, K. E.; Valente, C.; Furukawa, H.; Hmadeh, M.; Gándara, F.; Whalley, A. C.; Liu, Z. Science 2012, 336, 1018−1023.
21. Lu, Y. L.; Wu, J. Y.; Chan, M. C.; Huang, S. M.; Lin, C. S.; Chiu, T. W.; Liu, Y. H.; Wen, Y. S.; Ueng, C. H.; Chin, T. M.; Hung, C. H.; Lu, K. L. Inorg. Chem. 2006, 45, 2430−2437.
22. Whitesides, G. M.; Grzybowski, B. Science 2002, 295, 2418−2421.
23. Vaidya,P.D.; Kening, E. Y. Chem. Eng. Technol. 2007, 30, 14671474.
24. Eddaoudi, M.; Kim, J.; Rosi, N.; Vodak, D.; Wachter, J.; O′Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Science 2002, 295, 469–470.
25. Rowsell, J. L. C.; Spencr, E. C.; Yaghi, O. M. Science. 2005, 309, 13501354.
26. SolerIllia, G, J, de A. A.; Sanchez, C.; Lebeau, B.; Patarin, J. Chem. Rev. 2002, 102, 40934138.
27. Millward, A. R.; Yaghi, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17998.
28. (a) Zhang, X.-M.; Hao, Z.-M.; Wu, H.-S. Inorg. Chem. 2005, 44, 7301–7302. (b) Ye, B.-H.; Tong, M.-L.; Chen, X.-M. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 545–546. (c) Zhang, L.-Y.; Zhang, J.-P.; Lin, Y.-Y.; Chen, X.-M. Cryst. Growth Des. 2006, 6, 1684–1685.
29. (a) Hennigar, T. L.; MacQuarrie, D. C.; Losier, P.; Rogers, R. D.;Zaworotko, M. J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 972–973. (b) Carlucci, L.; Ciani, G.; Macchi, P.; Proserpio, D. M. Chem. Commun. 1998, 1837–1838. (c) Sharma, C. V. K.; Rogers, R. D. Chem. Commun. 1999, 83–84. (d) Wang, Q. M.; Guo, G. C.; Mak, T. C. W. Chem. Commun. 1999, 1849–1850. (e) Brandys, M.C.; Puddephatt, R. J. Chem. Commun. 2001, 1508–1509. (f) Pschirer, N. G.; Curtin, D. M.; Smith, M. D.; Bunz, U. H. F.; Zur Loye, H.-C. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 583–584. (g) Carlucci, L.; Ciani, G.; Proserpio, D. M.; Rizzato, S. CrystEngComm 2003, 5, 190–191. (h) Wenger, O. S.; Henling, L. M.; Day, M. W.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Inorg. Chem. 2004, 43, 2043–2044.
30. Miao, D.; Jiang. X.-J.; Zhao. X.-J. Chem. Commun. 2005, 5521.
31. Fouad B.; Michel L.; Michel Traisnel; Bouchaib Mernari; Hassan Elattari; J. Het. Chem. 2009, 36, 149.

指導教授

呂光烈、李光華(Kuang-Lieh Lu Kwang-Hwa Lii)

審核日期

2017-7-14

推文