选择一系列有机多羧酸配体,包括2种脂肪族有机羧酸:乙二胺四乙酸二钠(EDTA)和氮川三乙酸(NTA),以及2种芳香族有机羧酸配体:吡唑-3,5-二羧酸(3,5-PDA)和吡啶-2,3-二羧酸(2,3-PDA)。通过水热反应,设计合成了13种结构新颖的稀土-有机配位聚合物,对稀土荧光活性材料的光致发光性能研究表明有机多羧酸配体能够有效敏化稀土离子发光。
由于稀土元素具有良好的物理性质、广泛的应用价值与前景,稀土化学成为当代化学研究最活跃、最前沿的领域之一。本文选择一系列有机多羧酸配体,包括2种脂肪族有机羧酸:乙二胺四乙酸二钠(EDTA)和氮川三乙酸(NTA),以及2种芳香族有机羧酸配体:吡唑-3,5-二羧酸(3,5-PDA)和吡啶-2,3-二羧酸(2,3-PDA)。通过水热反应,设计合成了13种结构新颖的稀土-有机配位聚合物, [Tb(EDTA)]n (1), [Dy(EDTA)]n (2), [Gd(EDTA)]n (3),和氮川三乙酸(NTA)稀土聚合物[Eu(NTA)]n (4), [Tb(NTA)]n (5),[Dy(NTA)]n (6),[Gd(NTA)]n (7),Eu-3,5-PDA(8),Tb-3,5-PDA(9),Dy-3,5-PDA(10) Gd-3,5-PDA(11),Dy-2,3-PDA(12),Gd-2,3-PDA(13)。对其进行X-射线单晶结构分析表明化合物1-3为二维单层状结构,层与层之间靠O-H…O氢键弱相互作用维系成三维超分子网络结构,化合物4-7具有二维双层状结构,层与层之间形成O-H…O 氢键作用。聚合物8-11具有双层二维结构,层与层之间靠吡唑-3,5-二羧酸聚桥连,相对Ln-NTA系列,层间距增大约3.0 Å。聚合物12和13形成了由稀土六元大环构成的二维平面结构,由于溶剂和阴离子参与配位,使得单层平面没有相互连接,而且没有明显的氢键相互作用,表明阴离子、溶剂分子等因素影响自组装产物结构。对稀土荧光活性材料的光致发光性能研究表明有机多羧酸配体能够有效敏化稀土离子发光,化合物1,5,9发出明亮的绿光; 2,6, 10,12发出微弱的黄绿光; 4,8发出耀眼的红光。
第十二届“挑战杯”省赛作品 省赛二等奖
1. Two-Dimensional Lanthanide(III) Metal-Organic Frameworks Based on Ethylenediamine-N,N,N′,N′- Tetraacetate Ligand. Dayu Wu,* Bing Qin, Heng Gao, Yanni Ding, Yixiang Li, and Lingling Gao. Polyhedron, 2011, submitted.
2. Two-Dimensional Double Layer Lanthanide(III) Metal-Organic Frameworks Based on Nitrilotriacetate Ligand. Deling Wang, Bing Qin, Dayu Wu. * Dalton Transactions. 2011, submitted.