一种噻吩-2,5-二羧酸镉钠杂金属配合物及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于过渡金属配合物材料领域，具体涉及一种噻吩-2，5-二羧酸镉钠杂金 属配合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，由有机配体和金属离子配位自组装或可控自组装而形成的各种金属-有机 配位化合物材料的研究十分活跃，这是由于配位化合物不仅具有有趣而多样的分子结构和 拓扑结构，更重要的是它在荧光、吸附、催化、磁性等新材料领域表现出诱人的应用前景。一 直以来银金属配合物由于具有多样的结构和潜在的性能受到了人们的极大关注而被大量 的合成和研究，同时也成为配位化学的研究热点之一。噻吩类中性配体作为优良的S-供体 配体，在合成配合物方面得到了广泛而大量的研究，同时噻吩-2，5-二羧酸及其衍生物是一 类重要的有机配体，但是关于噻吩-2，5-二羧酸的杂金属配合物木有还有得到研究，是本领 域的一大空缺。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种噻吩-2,5-二羧酸镉钠杂金属配合物及其制备方法， 其合成方法简单，操作方便，且具有稳定性好，产率高和可重现性好等优点。
[0004] 本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是:一种噻吩-2,5_二羧酸镉钠杂金属 配合物，化学式为[Cd( H2btc)]〇〇;所述的噻吩-2,5_二羧酸镉钠杂金属配合物晶体属于正 交晶系，空间群为Ama2,晶胞参数为a = 22.378(4) A，b = 19.037(4) A，c = 5.7744(11) Α，α = 90 °，β = 90°，γ = 90 °，V = 2459.8(8) A3。
[0005] 其中H2btc为噻吩-2,5-二羧酸，结构如下：
[0006」所述的曙吩-2，5_二羧酸镉钠杂金属配合物的制备方法，在水热的条件下，将噻 吩-2,5-二羧酸、氢氧化钠和金属镉盐溶于水中，然后密封入反应釜中，以每小时10 °C的升 温速率加热至120~160 °C，维持此温度3天，然后自然冷却至室温，即可得到无色块状晶体， 备用;将收集到的无色块状晶体在室温下自然晾干，即得到目标产物噻吩-2，5-二羧酸镉钠 杂金属配合物。
[0007] 作为噻吩-2，5_二羧酸镉钠杂金属配合物的制备方法的进一步优化，所述的镉盐 为硝酸镉。
[0008] 作为噻吩-2，5_二羧酸镉钠杂金属配合物的制备方法的进一步优化，每1 L水加入 0.005~0.015 mol的噻吩-2,5-二羧酸、0.005~0.015 mol的氢氧化钠以及0.005~0.015 mol 的镉盐。
[0009] 有益效果 本发明提供的合成方法得到的配合物，具有稳定性好，合成简单，操作方便，产率高和 可重现性好等优点。晶体样品的各种性质测试结果，为进一步开发多孔杂化材料提供了理 论基础，可以作为多孔杂化材料在材料科学领域得到开发应用。为其作为材料的进一步开 发应用提供了保证。
【附图说明】
[0010]图1为本发明配合物中镉的配位环境图； 图2为本发明配合物的二维层； 图3为本发明配合物的三维网络图； 图4为本发明配合物的粉末衍射图。
【具体实施方式】
[0011] -种噻吩-2,5_二羧酸镉钠杂金属配合物，化学式为[Cd( H2btc)]〇〇;所述的噻吩-2，5_二羧酸镉钠杂金属配合物晶体属于正交晶系，空间群为Ama2,晶胞参数为a = 22.378 (4) A，b = 19.037(4) A，c = 5·7744(11)Α，α = 90 °，β = 90°，γ = 90 °，V = 2459.8 ⑶A3。
[0012] 其中H2btc为噻吩-2,5-二羧酸，结构如下：
[0013] 所述的噻吩-2，5_二羧酸镉钠杂金属配合物的制备方法，在水热的条件下，将噻 吩-2,5-二羧酸、氢氧化钠和金属镉盐溶于水中，然后密封入反应釜中，以每小时10 °C的升 温速率加热至120~160 °C，维持此温度3天，然后自然冷却至室温，即可得到无色块状晶体， 备用;将收集到的无色块状晶体在室温下自然晾干，即得到目标产物噻吩-2，5-二羧酸镉钠 杂金属配合物。
[0014] 为了使本发明具有更好的实施效果，所述的镉盐为硝酸镉。每1 L水加入0.005~ 0.015 mol的噻吩-2,5-二羧酸、0.005~0.015 mol的氢氧化钠以及0.005~0.015 mol的镉 盐。
[0015] 实施例一 所述的噻吩-2,5_二羧酸镉钠杂金属配合物的制备方法，在水热的条件下，将噻吩-2， 5-二羧酸（17.2 mg, 0.1 mmol)、氢氧化钠(40 mg, 0.1 mmol)与硝酸锦（23.6 mg, 0.1 mmol)溶于水（12 mL)中，然后密封入25 mL的反应釜中，以每小时10°C的速率加热至130 °C，维持此温度4天，然后自然降温至室温，即可得到无色块状晶体，将该晶体分离出来，室 温下自然晾干，得到目标产物，产率约60%。
[0016] 取实施例一制得的噻吩-2,5-二羧酸镉钠杂金属配合物进一步表征如下： (1)配合物的晶体结构测定 选取合适大小的单晶在室温下进行X-射线衍射实验。在Bruker Apex II X-射线单晶 衍射仪收集衍射数据，用石墨单色器单色化的ΜοΚα射线(λ = 0.71073 A)，以Φ - ω方式 收集衍射数据。全部数据经Lp因子和经验吸收校正，晶体结构采用SHELXS - 97程序由直 接法解出，氢原子由差值傅立叶合成及固定在所计算的最佳位置确定。运用SHELX - 97程 序，对全部非氢原子及其各向异性热参数进行了基于F2的全矩阵最小二乘法修正。详细的 晶体测定数据见表1;重要的键长和键角数据见表2。晶体结构见图1到图3。
[0017] (2)配合物的粉末X-射线衍射相纯度表征 配合物的粉末X-射线衍射图谱与试验模拟的衍射图谱吻合，说明其具有可靠的相纯 度，为其作为磁性材料的应用提供了保证，见图4。（仪器型号:Bruker/D8 Advance)。
[0018] 表1配合物的主要晶体学数据 .1
表2重要的键长(A)和键角(°)
Symmetry codes:A: x, - y, z - 1/2; B: - x + 1/2, - y + 1/2, - z. 由上述表征结果可以看到，本发明的配合物晶体其特征在于所述的噻吩-2,5-二羧酸 镉钠杂金属配合物晶体属于正交晶系，空间群为Ama2,晶胞参数为a = 22.378(4) A，b = 19.037(4) A，c = 5·7744(11)Α，α = 90 °，β = 90°，γ = 90 °，V = 2459.8(8) A3。
[0019] 所述配合物基本结构是一个三维网格结构，基本结构单元含有一个Na+离子和一 个Cd2+离子，两个噻吩配体共同桥连一个新型的三维网格结构的聚合物。这个金属镉原子是 一个六配位[Cd06]歪曲的八面体连接方式。并且与来自噻吩-2,5-二羧酸配体的六个氧原 子相连，这Cd-Ο键的键长范围从2.143(13) - 2.496(11) \%A，而这个结构中的金属钠原子 也是一个六配位[Na06]歪曲的八面体连接方式。并且与来自噻吩-2，5-二羧酸配体的并且 与来自噻吩-2,5-二羧酸配体的五个氧原子相连，而另一个氧原子来自于配位水分子中的 氧原子，这Na-Ο键的键长范围从2.263(13) - 2.654(10) \%A。并且处于中心位置的镉原子 与周围氧原子的键角范围O-Cd-0为54.9(4) \% to 159.2(5) \%. 同样，处于中心位置的钠原子与周围氧原子的键角范围〇-Na-〇是71.6(3) \% to 167.9(4) \%.另外，在噻吩环分子结构中S2-C1键的键长为1.742(13) \%A，它的键长长度 要比碳碳单键C-C长，另外，分子外也存在少量的氢键，主要在配位水和噻吩-2，5-二羧酸配 体之间，例如：(1(0(2)-!1(3￥)...0(5)#7)=3.42(2)\%厶 ；（1(0(2)-!1(?)...0(1)#9)= 3.08(10) \%A，这些键的对称代码:#7 X，y-1/2，z-l/2;#9 X，y，z-1。这样由这些原 子、共价键等等共同联接形成三维网格结构。
[0020] 实施例二 所述的噻吩-2,5_二羧酸镉钠杂金属配合物的制备方法，在水热的条件下，将噻吩-2， 5-二駿酸（15.6 mg, 0.06 mmol)、氢氧化钠(30 mg, 0.06 mmol)与硝酸锦(20.6 mg, 0.18 mmol)溶于水（12 mL)中，然后封入25mL的反应釜中，以每小时10°C的速率加热至160 °C，维 持此温度4天，然后自然降温至室温，即可得到无色块状晶体，将该晶体分离出来，依次经过 洗涤、干燥处理，得到目标产物，产率约55%。
[0021] 实施例三 所述的噻吩-2,5-二羧酸镉钠杂金属配合物的制备方法，在水热的条件下，将噻吩-2， 5-二羧酸(24.5 mg, 0.18 mmol)、氢氧化钠(50.8 mg, 0.18 mmol)与硝酸锦（18.5 mg, 0.06 mmol)溶于水（12 mL)中，封入25mL的反应釜中，以每小时10°C的速率加热至130 °C， 维持此温度4天，然后自然降温至室温，即可得到无色块状晶体，将该晶体分离出来，依次经 过洗涤、干燥处理，得到目标产物，产率约46%。
[0022]实施例四 所述的噻吩-2,5-二羧酸镉钠杂金属配合物的制备方法，在水热的条件下，将噻吩-2， 5-二羧酸（20.3 mg, 0.12 mmol)、氢氧化钠(45.6 mg, 0.12 mmol)与硝酸锦（26.4 mg, 0.12 mmol)溶于水（12 mL)中，封入25mL的反应釜中，以每小时10°C的速率加热至120 °C， 维持此温度4天，然后自然降温至室温，即可得到无色块状晶体，将该晶体分离出来，依次经 过洗涤、干燥处理，得到目标产物，产率约47%。
[0023]以上实施例仅用于说明本发明的内容，除此之外，本发明还有其它实施方式。但 是，凡采用等同替换或等效变形方式形成的技术方案均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种嚷吩-2,5-二簇酸儒钢杂金属配合物，其特征在于:化学式为[CcK此btc)化]〇〇， 所述的嚷吩-2，5-二簇酸儒钢杂金属配合物属于正交晶系，空间群为Ama2，晶胞参数为a = 22.378(4) A，b = 19.037(4) A，c = 5.7744(11)Α，α = 90 °，β = 90。， 丫 = 90 °，V = 2459.8(8) AS 其中出Uc为嚷吩-2，5-二簇酸，结构如下：2. 如权利要求1所述的嚷吩-2,5-二簇酸儒钢杂金属配合物的制备方法，其特征在于： 在水热的条件下，将嚷吩-2,5-二簇酸、氨氧化钢和金属儒盐溶于水中，然后密封入反应蓋 中，W每小时10 °C的升溫速率加热至120~160 °C，维持此溫度3天，然后自然冷却至室溫， 即可得到无色块状晶体，备用;将收集到的无色块状晶体在室溫下自然惊干，即得到目标产 物嚷吩-2，5-二簇酸儒钢杂金属配合物。3. 如权利要求2所述的嚷吩-2，5-二簇酸儒钢杂金属配合物的制备方法，其特征在于： 所述的儒盐为硝酸儒。4. 如权利要求2所述的嚷吩-2，5-二簇酸儒钢杂金属配合物的制备方法，其特征在于： 每1 L水加入0.005~0.015 mol的嚷吩-2,5-二簇酸、0.005~0.015 mol的氨氧化钢W及 0.005~0.015 mol的儒盐。
【专利摘要】本发明涉及一种噻吩-2,5-二羧酸镉钠杂金属配合物及其制备方法，配合物的化学式为：[Cd(H2btc)Na]∞，其中H2btc为噻吩-2,5-二羧酸。其制备方法为：在水热的条件下，将噻吩-2,5-二羧酸、氢氧化钠和金属镉盐溶于水中，封入反应釜中，以每小时50℃的速率加热至一定温度下，维持此温度4天，然后自然降温至室温，即得到本发明的产物，本发明的配合物稳定性好，合成简单，操作方便，产率高和可重现性好等优点，配合物晶体样品的各种性质的测试结果，为进一步开发此类新型中孔杂化材料奠定了理论基础，有望在杂化分子材料领域得到进一步的研发应用。
【IPC分类】C07F19/00
【公开号】CN105566401
【申请号】CN201610131597
【发明人】王伟周, 张愚, 李仕辉, 赵艳, 张丽
【申请人】洛阳师范学院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年3月7日