毕业论文
题 目 2,4,6-吡啶基三对苯甲酸合成方法的探索 学 院 化学化工学院 专 业 材料化学 班 级 材化0702 学 生 宋伟志 学 号 20070201033 指导教师 范春华
二〇一一年六月十七日
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摘 要
本实验主要研究有机金属配位聚合物配体的合成，以此作为合成金属配位聚合物的原料，有机金属配位聚合材料是近来得到日益发展的一种新型材料， 其结构特点是它的内部由连续或不连续的有机配体聚合物与基体金属构成， 因而具有特殊的理化性能， 如磁性，能量吸收性、渗透性、吸附性等，在结构材料、功能材料领域具有极高的开发应用价值.研究金属配位聚合物制备工艺并确定最佳反应条件。工艺流程主要包括：冷凝回流制备第一步配体，溶剂热反应制备第二步配体，溶剂热反应制备第三步金属配合物。条件为：对甲基苯甲醛20mmol,4’-甲基苯乙酮40mmol,100ml无水乙醇溶剂，搅拌,冰水浴0℃以下加入KOH（2.8g,50mmol,85%），搅拌2h,加入NH3（70ml，25~28%）95℃下冷凝回流12h,0℃以下冰水浴以析出晶体，抽滤。称取1.053g配体与浓硝酸混合加10ml水氧化，180℃，24h,高压反应釜中进行。所得配体与金属盐在0.096ml吡啶,5ml水溶液中反应，130℃，48h，高压反应釜中进行。IR,NMR检测。结果表明，合成了第一步的配体2,4,6-三苯甲基吡啶。第二步配体2,4,6-三苯甲酸吡啶，第三步金属配位聚合物。影响因素从强到弱的顺序为：冰水浴温度、反应釜温度，PH值、反应时间、收集产物方法，制得了合格样品。 关键词： 配体，金属配合物，溶剂热反应
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ABSTRACT
This experiment research organic metal slots polymer materials which is increasing development of recently got a new material, its structure characteristic is its internal by consecutive or discrete organic ligand polymer and the base metal structure, thus has the special physical and chemical properties, such as magnetic, Energy absorption , penetration, adsorption, etc, the structural materials, function material field for the development and application of high value. Research of metal slots polymer preparation process and the optimum reaction conditions. Process mainly includes: condensing backflow preparation first step ligands, solvent preparation step 2 ligand polyure polyure solvent, preparation of the third step metal complexes. Conditions for 20mmol of p-methyl benzaldehyde:, 4 '- methyl acetophenone 40mmol, 100ml canister anhydrous alcohol solvent, stirring, ice water bath 0 ℃ below join KOH (2.8 g, 50mmol, 85 percent), mixing 2h, join NH3 (70ml, 25 ~ 28%) 95 ℃ under 12h, 0 ℃ condensation backflow below ice crystals, with water-bath exudates suction filter. Say take 1.053 g ligands and add 10ml strong nitric acid mixture ℃, water oxidation, 180 24h, high-pressure reaction kettle. Income ligands and metal salt in 0.096 ml pyridine 5ml in aqueous solution, and 130 ℃, reaction 48h, high-pressure reaction kettle. IR, NMR detection. The results show that the synthesis of a first step 2,4,6 ligand BenJiaJi pyridine - three. The second step ligands 2,4,6 - three benzoic acid pyridine; the third step metal slots polymer. Influence factors from strong to the weak order: ice water bath
temperature, reaction kettle temperature, PH value, reaction time, collecting product method, system got eligible sample.
Keywords: ligands, metal complexes , solothermal syntheses
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目 录
摘要 ........................................................... 1 ABSTRACT ............................................................. 2 1前言 .................................................................. 3
1.1研究背景 ........................................................ 4 1.2金属配位聚合物配体 .............................................. 4 1.2.1金属配位聚合物配体结构特点 ........................................ 4
1.2.2金属配位聚合物配体的理化性能 .................................. 5 1.2.3金属配位聚合物材料的应用 ...................................... 5 1.3金属配位聚合物的制备方法 ............................................ 6
1.3.1水热合成 ...................................................... 7 1.3.2溶剂热合成 .................................................... 7 1.3..3离子热合成 ................................................... 7 1.4 常用的金属有机配位聚合物的配体 ..................................... 9 2实验部分 ............................................................. 10 2.1主要仪器与药品 ..................................................... 10
2.1.1药品 ......................................................... 10 2.1.2仪器 ......................................................... 10 2.2实验过程 ....................................................... 10 2.2.1加热回流 ..................................................... 11 2.2.2高压反应 ..................................................... 11
2.2.3用配体1制备配体2 ............................................ 11 2.2.4产物的检测 ................................................... 12 3结果与讨论 ........................................................... 15
3.1所得配体1为2,4,6-吡啶基三苯甲基的结构 ......................... 15 3.2所得配体2,4,6-吡啶基三苯甲酸的结构 ............................. 16 3.3所得金属配合物的结构预测 ....................................... 17 4结果与讨论 ........................................................... 18
4.1最终反应条件讨论 ............................................... 18 结论 .................................................................. 19 参考文献 .............................................................. 20 致谢 .................................................................. 21
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1 前言
1.1 研究背景
在以材料、信息、能源为三大支柱产业的今天，材料学的发展对社会经济的发展所起到的作用越来越明显，而金属配位聚合物以其自身的优越性也越来越广泛地应用于各个领域。配位聚合物是指通过有机配体与金属离子间的配位键形成的，并具有高度规整的无限网络结构的配合物。配位聚合物的设计和合成是配位化学研究的重要内容。近年来，对金属配位聚合物的研究得到了越来越多的重视。这一点从此类论文的发表数量上就可以直观地说明。图1描述的是1994—2003年间世界和中国在金属配位聚合物研究领域的论文分布。
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图1
配位聚合物的研究需要综合考虑有机配体的结构和不同配位能力的给体原子与具有不同配位倾向性的金属离子，它是无机、有机、固态、材料化学的交叉科学。由有机配体和金属离子合成任何复合物产物原则上都是一个自组装过程，配体聚合物的设计重点在于配体的设计和金属离子的选择，两者相互作用产生重复单元，按被控方式形成确定的结构。在反应过程中，充分利用了两类组分的结构和配位性质：金属离子一方面把具有特定功能和结构的配体结合在一起；另一方面，又作为中心把配体定位在特定的方位上。尽管配位聚合物的结构也有可能展现出不同于组成成分的性质，但是设计最终目的仍是通过预先设计结构单元来控制最终产物的结构与功能，在非线性光学材料、吸附材料，磁性材料、超导材料及催化等多方面都有极好的应用前景[2]。
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