鎳、鈷、銅金屬離子與吡啶-羧酸混配子
自組裝合成配位聚合物之研究

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許良平(Liang-Ping Shu) 查詢紙本館藏

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化學學系

論文名稱

鎳、鈷、銅金屬離子與吡啶-羧酸混配子自組裝合成配位聚合物之研究
(Design of Inorganic-Organic Hybrid Materials Based on Pyridine and Carboxylate Mixed Ligands )

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摘要(中)

中文摘要
本論文研究重點在於探討混配子(吡啶和羧酸衍生物)和金屬陽離子(Ni2+、Co2+、Cu2+) 經水熱反應得到一系列配位聚合物之結構與性質。
本文針對有機配子的組合型式，區分為兩種類型。第一類型是以2,6-naphthalenedicarboxylic acid (2,6-H2ndc)和 4,4’-bipyridine (4,4’-bpy) 或 trans-1,2-bis(4-pyridyl)ethylene (bpe) 為混配子，分別與鎳、鈷金屬的鹽類在水熱條件下反應，分別得到各化合物[{Ni(2,6-ndc)(4,4’-bpy)1/2}]n (1)、 [{Co(2,6-ndc)(4,4’-bpy)1/2}]n (2)、 [{Ni (2,6-ndc)(bpe)H2O}]n (3)、 [{Co2(2,6-ndc)2(bpe)}3．H2O]n (4)。單晶X-ray繞射鑑定分析顯示1、2為等結構化合物，具有特殊的互穿結構。第二類型則是以benzene-1,3,5-tricarboxylic acid (1,3,5-H3btc)和4,4’-dipyridylpiperazine (2N-DPyP) 為混配子，與銅、鎳金屬的鹽類反應，分別得到化合物[{Cu(1,3,5-btc)} (2N-DPyPH2)1/2‧2H2O]n (5)、 [{Ni(1,3,5-btc)(2N-DPyPH)(2N-DPyP)1/2(H2O)}‧H2O]n (6)、 [{Ni3(1,3,5-btc)2 (2N-DPyP)3(H2O)2}‧2H2O]n (7)。而化合物6、7的產率可由溶液pH值和金屬配子比例而調控。

摘要(英)

Abstract
The self-assembly of Ni2+, Co2+ or Cu2+ ions with pyridine and carboxylate mixed ligands under hydrothermal conditions afforded a series of coordination polymers. The solid state structures of the products were characterized by single-crystal X-ray diffraction analyses.
Treatment Ni2+ or Co2+ ions with mixed ligands of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid (2,6-H2ndc) and 4,4’-bipyridine (4,4’-bpy) or trans-1,2-bis(4-prydyl)-ethylene (bpe) under hydrothermal conditions gave compounds [{Ni(2,6-ndc)(4,4’-bpy)1/2}]n (1)、 [{Co(2,6-ndc)(4,4’-bpy)1/2}]n (2)、 [{Ni (2,6-ndc)(bpe)H2O}]n (3) and [{Co2(2,6-ndc)2(bpe)}3．H2O]n (4), respectively. Single-crystal X-ray diffraction analyses reveals that compound 1 and 2 are isostructures with interpenetrated architectures. Reaction of Ni2+ ion with benzene-1,3,5-tricarboxylic acid (1,3,5-H3btc) and 4,4’-dipyridylpiperazine (2N-DPyP) via hydrothermal method produced compounds [{Ni(1,3,5btc)(2N-DPyPH)(2N-DPyP)1/2(H2O)}‧H2O]n (6) and [{Ni3(1,3,5-btc)2(2N-DPyP)3(H2O)2}‧2H2O]n (7). Under similar reactions, Cu2+ reacted with 1,3,5-H3btc and 2N-DPyP to form [{Cu(1,3,5-btc)}(2N-DPyPH2)1/2‧2H2O]n (5). However, the yield of compounds 6 and 7 could be tuned by changing the pH value and the metal to ligand ratio in the solution.

關鍵字(中)

★ 超分子
★ 配位聚合物

關鍵字(英)

★ supramolecule
★ coordination polymer

論文目次

目次頁次
中文摘要 I
英文摘要 II
致謝 III
圖目錄 iii
表目錄 vii
第一章序論 1
1.1 超分子化學 (supramolecular) 1
1.2 晶體工程 (crystal engineering) 10
1.2.1 自組裝 (self-assembly) 10
1.2.2 單體超分子和配位聚合物 (discrete supramolecule and coordination polymer) 12
1.3水熱反應 (hydrothermal reaction) 17
1.4實驗設計概念 21
1.4.1 研究動機 21
1.4.2 金屬與有機配位子之選擇 23
第二章實驗部份 25
2.1 儀器 25
2.2 藥品 27
2.3 有機配子 4,4’-dipyridylpiperazine (2N-DPyP) 之合成 28
2.4 金屬和混有機配子配位聚合物之合成 30
第三章結果與討論 51
第四章結論 95
參考文獻 96
附錄: 原子位置和熱參數及鍵長與鍵角表 99

參考文獻

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指導教授

李光華、呂光烈
(Kwang-Hwa Lii、Kuang-Lieh Lu)

審核日期

2006-6-24

推文