鑭系金屬與1,2,4,5-苯四酸配子之自組裝合成、結構與性質探討

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：7

、訪客IP：3.149.214.32

姓名

余立中(Li-chung Yu) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學學系

論文名稱

鑭系金屬與1,2,4,5-苯四酸配子之自組裝合成、結構與性質探討
(Self-assembly, Structure and Properties of Lanthanide Complexes with 1,2,4,5-Benzenetetracarboxylate)

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)

本文使用鑭系金屬離子和bezene-1,2,4,5-tetracarboxylic acid經由自組裝的方式合成出{[Sm2(btec)1.5(H2O)5]‧10H2O}n (1)、{[Gd2(btec)1.5(H2O)5]‧9H2O}n (2)、{[La2(btec)1.5(H2O)4]‧3H2O}n (3) 、{[Ce2(btec)1(H2btec)1(H2O)4]‧4H2O}n (4)、{[Gd(btec)0.5(H2btec)0.5(H2O)1]‧2H2O}n (5)、{[Dy(btec)0.5(H2btec)0.5(H2O)1]‧2H2O}n (6)、{[Ho(btec)0.5(H2btec)0.5(H2O)1]‧2H2O}n (7)、{[Dy4(btec)3(H2O)8]‧4H2O}n (8)、{[Ho4(btec)3(H2O)8]‧4H2O}n (9)等九個化合物。
化合物1、2具有相似的固態結構，是以九配位的金屬中心形成具有雙核金屬簇的三維結構，結構中有二維的通道。化合物3是以九配位及十配位的金屬中心形成具有四核金屬簇的三維結構，四核金屬簇是以四個金屬離子為頂點以氧橋連接形成四邊型的結構。化合物4是以九配位及十配位的金屬中心形成具有金屬鍊的二維結構，結構中苯四酸有兩種配位模式，其中最特別的是以使用1、5號位的羧酸基鍵結四個金屬離子，但保留了2、4號位置的羧酸基未鍵結任何金屬離子且羧酸基上的氫未脫去，形成文獻中未見的µ4-橋接配位模式。化合物5、6、7具有相似的固態結構，以九配位的金屬中心形成金屬鍊的三維結構。化合物8、9具有相似的固態結構，以八配位及九配位的金屬中心形成具有四核金屬簇的三維結構，四核金屬簇以Z字型的方式，以金屬為四個節點再以氧橋連接。以上化合物經由TGA鑑定，皆具有高的熱穩定性，達400～500 ℃才開始崩塌瓦解。由直流磁化率χmT的數據及擬合中可知化合物5～9整體的行為表現是反鐵磁性，但是由交流磁化率數據的虛數部分發現有磁緩現象，這是鑭系金屬化合物少見的磁性特質，此磁緩現象應是來自於結構中單一金屬離子或單一金屬鍊（簇）激發態所展現的行為。

摘要(英)

A series of lanthanide complexes, {[Sm2(btec)1.5(H2O)5]‧10H2O}n (1)、{[Gd2(btec)1.5(H2O)5]‧9H2O}n (2)、{[La2(btec)1.5(H2O)4]‧3H2O}n (3) 、{[Ce2(btec)1(H2btec)1(H2O)4]‧4H2O}n (4)、{[Gd(btec)0.5(H2btec)0.5(H2O)1]‧2H2O}n (5)、{[Dy(btec)0.5(H2btec)0.5(H2O)1]‧2H2O}n (6)、{[Ho(btec)0.5(H2btec)0.5(H2O)1]‧2H2O}n (7)、{[Dy4(btec)3(H2O)8]‧4H2O}n (8)、{[Ho4(btec)3(H2O)8]‧4H2O}n (9), were synthesized. The crystal structure diffraction analysis showed that complexes 1 and 2 are isostructure, and reveals a three-dimensional framework for the construction of two nine-coordinated metal centers. In the complexes 1 and 2, the two-dimensional channels are obtained. Complex 3 also shows a three-dimensional framework with the quadrilateral tetranuclear building units comprising of both ten- and nine-coordinated lanthanum centers. Complex 4 is a two-dimensional structure comprising of 1D cerium chain. The metal chains in the complex 4 are composed both of ten- and nine-coordinated cerium centers bridged by carboxylate groups of btec ligand. Complexes 5－7 show isostructural of three-dimensional frameworks constructing from lanthanide metal chains, which contains nine-coordinated metal centers bridged by carboxylate groups of btec ligand. The zigzag tetranuclear complexes 8－9 are also isostructure and display a three dimensional framework comprising of both nine- and eight-coordinated metal centers.
The results of TGA studies indicated that complexes 1－8 are high thermal stability and their frameworks remain stable under heat treatment to 400－500 ℃. The magnetic results of complexes 5－9 indicate antiferromagnetic and spin-orbital coupling dominated between the metal ions in complexes 5－9. Surprisiely, slow magnetic relaxation was observed for complexes 6－9. The slow magnetic relaxation may be arise from the single-ion behavior of the metal ions or the exciting state of single metal chain rather than from the spin－spin coupling interaction between the metal ions.

關鍵字(中)

★ 金屬有機配位聚合物
★ 鑭系金屬
★ 自組裝

關鍵字(英)

★ MOFs
★ self-assembly
★ lanthanides

論文目次

中文摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 IX
一、緒論 1
1-1 前言 1
1-2 金屬－有機框架化合物（METAL－ORGANIC FRAMEWORK） 2
1-3 磁性 12
二、實驗設計概念與合成策略 17
2-1 有機配子的選擇 17
2-2 金屬的選擇 19
三、實驗部分 21
3-1 儀器與藥品 21
3-2 合成步驟 22
3-2-1 K4(C10H2O8)（K4BTEC）之製備 22
3-2-2 {[SM2(BTEC)1.5(H2O)5]‧10H2O}N (1)的合成 22
3-2-3 {[GD2(BTEC)1.5(H2O)5]‧9H2O}N (2)的合成 23
3-2-4 {[LA2(BTEC)1.5(H2O)4]‧3H2O}N (3)的合成 24
3-2-5 {[CE2(BTEC)1(H2BTEC)1(H2O)4]‧4H2O}N (4)的合成 25
3-2-6 {[GD(BTEC)0.5(H2BTEC)0.5(H2O)1]‧2H2O}N (5)的合成 26
3-2-7 {[DY(BTEC)0.5(H2BTEC)0.5(H2O)1]‧2H2O}N (6)的合成 27
3-2-8 {[HO(BTEC)0.5(H2BTEC)0.5(H2O)1]‧2H2O}N (7)的合成 28
3-2-9 {[DY4(BTEC)3(H2O)8]‧4H2O}N (8)的合成 29
3-2-10 {[HO4(BTEC)3(H2O)8]‧4H2O}N (9)的合成 30
四、結果與討論 33
4-1 結構分析 33
4-1-1 化合物1及2 33
4-1-2 化合物3 37
4-1-3 化合物4 40
4-1-4 化合物5、6、7 43
4-1-5 化合物8及9 46
4-1-6 反應溫度與結構之關係 49
4-2 化合物1～9的熱穩定性 50
4-3 磁性分析 54
4-3-1 化合物5、6及7的磁性 54
4-3-2 化合物8及9的磁性 64
五、結論 72
參考文獻 74
附錄一、化合物[{SM2(BTEC)1.5(H2O)5}‧10H2O]N (1)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 76
附錄二、化合物[{GD2(BTEC)1.5(H2O)5}‧9H2O]N (2)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 83
附錄三、化合物[{LA2(BTEC)1.5(H2O)4}‧3H2O]N (3)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 90
附錄四、化合物[{CE2(BTEC)1(H2BTEC)1(H2O)4}‧4H2O]N (4)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 97
附錄五、化合物[{GD(BTEC)0.5(H2BTEC)0.5(H2O)1}‧2H2O]N (5)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 104
附錄六、化合物[{DY(BTEC)0.5(H2BTEC)0.5(H2O)1}‧2H2O]N (6)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 109
附錄七、化合物[{HO(BTEC)0.5(H2BTEC)0.5(H2O)1}‧2H2O]N (7)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 114
附錄八、化合物[{DY4(BTEC)3(H2O)8}‧5H2O]N (8)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 119
附錄九、化合物[{HO4(BTEC)3(H2O)8}‧4H2O]N (9)的原子位置參數、熱運動參數、鍵長及鍵角 126

參考文獻

[1] Miessler, G. L., Tarr, D. A., Inorganic Chemistry, Third edition, Prentice Hall, New Jersey, 2004.
[2] Kitagawa, S.; Kitaura, R.; Noro, S.-I. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 2334.
[3] 李瑾棻，「含哌嗪配位聚合物之自主裝、結構及光物理性質」，國立暨南國際大學，碩士論文，民國96年。
[4] 張哲豪，「奈米級錸金屬超分子之自組裝設計合成、鑑定之研究」，國立臺北科技大學，碩士論文，民國94年。
[5] http://zh.wikipedia.org/zh-tw/DNA
[6] Holliday, B. J.; Mirkin C. A. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2022.
[7] Kurmoo, M. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1353.
[8] Eddaoudi, M.; Kim, J.; Rosi, N.; Vodak, D.; Wachter, J.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Science, 2002, 295, 469.
[9] Gu, Z.-Y.; Yan, X.-P. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 1477.
[10] Jones, S. C.; Bauer, C. A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12516.
[11] White, K. A.; Chengelis, D. A.; Gogick, K. A.; Stehman, J.; Rosi, N. L.; Petoud, S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 18069.
[12] Lis, T. Acta Crystallogr. Sect. B 1980, 36, 2042.
[13] Caneschi, A.; Gatteschi, D.; Lalioti, N.; Sangregorio, C.; Sessoli, R.; Ventui, G.; Vindigni, A.; Rettori, A.; Pini, M. G.; Novak, M. A. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 113. 1810.
[14] Sessoli, R.; Gatteschi, D.; Caneschi, A.; Novak, M. A. Nature 1993, 365, 141.
[15] (a) Thomas, L.; Lionti, F.; Ballou, R.; Gatteschi, D.; Sessoli, R.; Barbara, B. Nature 1996, 383, 145. (b) Friedman, J. R.; Sarachik, M. P.; Tejada, J.; Ziolo, R. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 3830.
[16] Wang, Y.; Li, X.-L.; Wang, T.-W.; Song, Y.; You, X.-Y. Inorg. Chem. 2010, 49, 969.
[17] Chen, Z.; Zhao, B.; Cheng, P.; Zhao, X.-Q.; Shi, W.; Song, Y. Inorg. Chem. 2009, 48, 3493.
[18] Huang, Y.-G.; Wang, X.-T.; Jiang, F.-L.; Gao, S.; Wu, M.-Y.; Gao, Q.; Wei, W.; Hong, M.-C. Chem. Eur. J. 2008, 14, 10340.
[19] (a) Kumagai, H.; Kepert, C. J.; Kurmoo, M. Inorg. Chem. 2002, 41, 3410. (b) Shi, X.; Zhu, G.; Wang, X.; Li, G.; Fang, Q.; Wu,G.; Tian, G.; Xue, M.; Zhao, X.; Wang, R.; Qiu, S. Cryst. Growth Des. 2005, 5, 207. (c) Tian, Z.; Song, T.; Fan, Y.; Shi, S.; Wang, L. Inorg. Chim. Acta 2007, 360, 3424. (d) Bo, Q. B.; Sun, Z. X.; Sheng, Y. L.; Zhang, Z.W. Sun, G. X.; Chen, C. L.; Li, Y. X.; Wang, D. Q. Struct. Chem. 2006, 17, 609. (e) Sun, D.; Cao, R.; Liang, Y.; Shi, Q.; Hong, M. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2002, 1847. (f) Hou, Y.; Wang, S.; Shen, E.; Wang, E.; Xiao, D.; Li, Y.; Xu, L.; Hu, C. Inorg. Chim. Acta 2004, 357, 3155. (g) Cao, R.; Shi, Q.; Sun, D.; Hong, M.; Bi, W.; Zhao, Y. Inorg. Chem. 2002, 41, 6161. (h) Li, Y.; Zhang, H.; Wang, E.; Hao, Na.; Hu, C.; Yanc, Y.; Hall, D. New J. Chem. 2002, 26, 1619. (i) Li, Y.; Hao, N.; Lu, Y.; Wang, E.; Kang, Z.; Hu, C. Inorg. Chem. 2003, 42, 3119. (j) Li, Y.-G.; Hao, N.; Wang, E.-B.; Lu, Y.; Hu, C.-W.; Xu, L. Eur. J. Inorg. Chem. 2003, 14, 2567. (k)Wu, C.-D.; Lu, C.-Z.; Yang, W.-B.; Lu, S.-F.; Zhuang, H.-H.; Huang, J.-S. Eur. J. Inorg. Chem. 2002, 797. (l)Cao, R.; Sun, D.; Liang, Y.; Hong, M.; Tatsumi, K.; Shi, Q. Inorg. Chem. 2002, 41, 2087. (m) Cañadillas-Delgado, L.; Fabelo, Ó.; Ruíz-Pérez, C.; Delgado, F. S.; Julve, M.; Hernández-Molina, M.; Laz, M. M.; Lorenzo-Luis, P. Cryst. Growth Des. 2006, 6, 87. (n)Sun, D.; Cao, R.; Liang, Y.; Shi, Q.; Hong, M. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2002, 1847.
[20] Wu, J. Y.; Yeh, T. T.; Wen, Y. S.; Twu, J.; Lu, K. L. Cryst. Growth Des. 2006, 6, 467
[21] (a)Bo, Q. B.; Sun, Z. X.; Sheng, Y. L.; Zhang, Z. W.; Sun, G. X.; Chen, C. L.; Li, Y. X.; Wang, D. Q. Struct. Chem. 2006, 17, 609. (b) Wu, C.-D.; Lu, C.-Z.; Yang, W.-B.; Lu, S.-F.; Zhuang, H.-H.; Huang, J.-S. Eur. J. Inorg. Chem. 2002, 797. (c) Sun, D.; Cao, R.; Liang, Y.; Shi, Q.; Hong, M. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2002, 1847. (d) Cao, R.; Sun, D.; Liang, Y.; Hong, M.; Tatsumi, K.; Shi, Q. Inorg. Chem. 2002, 41, 2087.
[22] Kahn, M. L.; Mathonière, C.; Kahn, O. Inorg. Chem. 1999, 38, 3692.
[23] Cañadillas-Delgado, L.; Fabelo, O.; Cano, J.; Pasán, J.; Delgado, F. S.; Lloret, F.; Julve, M.; Ruiz-Pérez, C. CrystEngComm, 2009, 11, 2131.
[24] Zheng, Y.-Z.; Lan, Y.; Wernsdorfer, W.; Anson, C. E.; Powell, A, K. Chem. Eur. J. 2009, 15, 12566.
[25] Wang, Y.; Li, X.-L.; Wang, T.-W.; Song, Y.; You, X.-Z. Inorg. Chem. 2010, 49, 969.

指導教授

李光華、呂光烈
(Kwang-Hwa Lii、Kuang-Lieh Lu)

審核日期

2010-7-23

推文