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由于有机金属配合物具有广泛的潜在应用价值,并且数量众多,所以设计合成具备多孔、发光、电、磁等性质的有机金属配合物已然成为合成多功能材料的重要研究方向。当前大部分的研究工作集中在如何使用过渡金属离子与含氮、含羧酸配体自组装形成具有迷人拓扑结构的配合物上。
本文使用含1,2,4-三氮唑的柔性配体2-((1-H-1,2,4-三氮唑)-1-亚甲基)-1H-苯并咪唑(tmb)作为配体,与过渡金属盐以及数种辅助配体(H2MPA=m-phthalicacid,H2TPA=p-phthalic acid,H3BTC=1,3,5-benzenetricarboxylic acid,H4PMA=1,2,4,5-benzentetracoorboxylic acid)自组装反应得到了10种配合物([CdCl2(tmb)]n(1),{[Cdl2(tmb)]·DMF}n(2),{[Cdl2(tmb)]·DMF}n(3),{[Cd(tmb)(MPA2)(H2O)]·(CH3OH)}n(4),{[Cd(tmb)(TPA2)(H2O)]·2(H2O)(DMF)}n(5),{[Cd(tmb)(HBTC2-)]·2(H2O)}n(6),{[Zn(tmb)(HBTC2-)]·5(H2O)(DMF)}n(7),{[C04(tmb)(BTC3-)2(HBTC2-)(H2O)3(CH3OH)]·2.5(H2O)}n(8),{[Cd(tmb)(PMA4-)0.5(H2O)]·4(H2O)}n(9),{[Cd(tmb)(H2PMA2-)(H2O)]·2(H2O)}n(10)),并进行了X-射线单晶衍射、红外等表征,对其中部分配合物的荧光性质和热稳定性进行了研究。
我们分别考察了柔性配体tmb的配位模式与配位构象。配合物1是通过μ2-Cl桥联配体得到的一维…Cd-(C11)2-Cd-(c12)2-Cd…链状结构,2和3是同分异构体,其结构中,tmb作为二齿配体将金属离子连接起来形成…Cd-tmb-Cd…一维链。配合物4和5中配体tmb与辅助配体H2MPA以及H2TPA分别与中心金属离子配位组成一维链状结构并互相交加构成二维网状构型。配合物6-8使用配体tmb以及同一种辅助配体H3BTC与三种不同的金属中心离子(Cd(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Co(Ⅱ))自组装,三种配合物结构中均出现了管道构型,其中配合物8为四核Co(Ⅱ)中心三维结构。配合物9的结构与配合物5非常类似,由PMA和Cd(Ⅱ)金属离子组成的…Cd-PMA-Cd…链将由tmb和Cd(Ⅱ)金属离子形成的Cd2(tmb)2闭合环相连构成二维网状结构。配合物10中tmb作为单齿配体与中心金属配位,这也是本文中tmb出现的唯一一种配位模式(Scheme1(Ⅰ))。
对部分配合物的荧光分析显示,配合物的荧光主要来自自由配体tmb内部P→p*电子跃迁。但是由于自由配体与金属配位后由于其钢性增强或结构中包含碘阴离子等重离子可能导致配合物的荧光增强或出现淬灭现象,另外,结构中存在的p-p弱作用和氢键作用,也对配合物的荧光强度有一定的影响。