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配合物[Co(Hdhpmy)(H2O)3]·3H2O的合成、晶体结构和荧光性质

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维普资讯 http://www.cqvip.com 第24卷第2期 2008年2月 无 机 化 学 学 报 Vo1.24 No.2 CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMIs11RY 280-284 配合[Co(Hdhpmy)(H20)3]・3H20的合成、晶体结构和荧光性质 潘兆瑞-任军才 马美华2郑和根 ,- (。配位化学国家重点实验室,南京大学化学化工学院.南京 210093) (2南京晓庄学院化学系,南京210017) 摘要:用溶液法合成了钴的配合物【Co(Hdhpmy)(H2O)3]・3I-I. O(I{l ̄dhpmy=4,6.二羟基嘧啶一2.硫醇乙酸)对它进行了元素分析、红 ,外光谱、荧光等表征,并用X-射线单晶衍射测定了配合物的单晶结构。标题配位聚合物晶体属正交晶系Pc 。空间群。弱的7r. ,7r相互作用将单分子连接成一维链状结构,而氢键使配合物形成三维网状结构。 关键词:钴配合物;4,6-.二羟基嘧啶.2.硫醇乙酸;晶体结构;7r一7r相互作用:氢键 中图分类号:0614.81+2 文献标识码:A 文章编号:1001-4861(2008)02.-0280--05 Synthesis,I Crystal Structure and Fluorescence Properties of Complex【Co(Hdhpmy)(H ̄O)3]・3H2o PAN Zhao.Rui。 REN Jun.Cai MA Mei.Hua2 ZHENG He..Gen ,。 (‘Coord/naton iChemistry Institute,State Key Laboratory of Coordination Chemistry, School ofChemistry andChemicalEngineering,NanjingUniversity,Nanjing 210093)'  ̄DepartmentofChemisty,NanrjingXiaozhuangCollege,Nanjing 210017) Abstract:Coordination compound[Co(Hdhpmy)(H20) ̄iI・3H20(H3dhpmy is 2-(4-hydroxy・-6,-OXO-1,6-dihydropyrimi- din-2.ylthio)acetic acid)has been synthesized by solution method and characterized by elemental analtysis.IR spectra,fluorescence.,and the crystal structure was determined by single.-crystl X-a.ray diffraction.The crystal of the title complex belongs to orthorhombic system,space group Pc口2l’wih 0=O.t725 36(9)nm,b=1.361 72(16)nm, c=1.386 70(16'}nm,V=I.369 70)nm ,z_4,尬=367.20,D。=1.781 g・cm ,F(000)=756,/z=1.,456,Rl=O.041 9,wR2= O.075 0.The adjacent metla center iS connected into one chain by weak 77".77"interactions between heterocyclic ings,frurthermore the complex is extended into three.dimensional network by hydrogen bonds.CCDC:650022. Key words:Co complex;2-(4・-hydroxy--6--OXO-1,6・-dihydropyrimidin.-2-ylthio)acetic acid;crystal structure;7r-7r interaction; hydrogen bond 0 引 言 近年来.由有机羧酸分子与金属离子通过配位 学、分子识别和分子器件等方面的研究和开发中也 表现出潜在的应用价值I3,41。目前对这类羧酸聚合物 的研究主要集中在对苯二甲酸、均苯三甲酸等刚性 键经自组装而构筑的配位聚合物.得到了突飞猛进 多齿芳香羧酸体系.在这类化合物研究过程中常发 现低维化合物可以通过氢键和7r.7r堆积作用形成 的发展【l21。由于这类聚合物不仅具有复杂多样的拓 扑结构,而且在许多领域如材料、药物、分子电化 收稿日期:2007.09.-29。收修改稿日期:2007.11.22。 高维数的网状结构[5-81。本文选用的柔性配体4,6.二 国家自然科学基金(N0.20571039),教育部博士点专项科研基金(N0.20050284031)¥il 苏省自然科学基金(N0..BK2006124)资助项目。 通讯联系人。E--mall:zhengIlg@nju.edu.cn 第一作者:潘兆瑞,女,29岁,博士生;研究方向:功能配位化学。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第2期 潘兆瑞等:配合物【C0(Hdhpmy)(H20)3】.3H20的合成、晶体结构和荧光性质 281 羟基嘧啶一2.硫醇乙酸(H3dhpmy)既含有羧基和羟基 又含有芳香环,所以由它形成的配合物可能存在着 节pH=7.0。然后加入COC12.6H20 0.095 g(O.4 mmol1 的乙醇溶液,室温搅拌12 h后过滤 滤液在室温下 放置,2周后从溶液中长出红色柱状晶体。化学式为 丰富的氢键和7『 7『堆积作用.从而可以构筑出高维 数的超分子化合物 在以前的工作中我们曾用H3dhpmv与NiC1,. 6H2O合成了化合[Ni(Hdhpmy)(H20)3】・2.5H2O 。在 本文中,我们使用H3dhpmy与CoC1,.6H20反应,合 成了配位聚合物[Co(Hd}lpmy)(H:0)3]・3H2O,用IR和 元素分析对配合物进行了表征,并用X.射线单晶衍 射测定了该配合物的单晶结构。测定结果表明该配 合物和Ni的配合物具有类似的结构.都属于正交 晶系,但是具有不同的空间群,[Ni(Hdhpmy)(H20)3】・ 2.5H2O属于Pbcn空间群,而【Co(Hdhpmy)(H20)3]・ 3H O则属于Pc02 空间群。同样在标题配位聚合物 中也存在着弱的qT-qT相互作用和多种很强的氢键. C6H。6CoN2O。0S,元素分析值(括号内为计算值,%):C 19.58(19.63),H 4.36(4.39),N 7.67(7.63)。FrlR(cm~, KBr固体压片):3 355(s),1 651(vs),1 585(vs),1 443(s), 1 372(s),1 295(s),1 247(s),807(s),735(ws),535(ws)。 1.4晶体结构测定 选取大小为0.28 mm×0.26 mm×0.25 mm的 红色晶体配合物,采用Bruker Smart Apex CCD单晶 衍射仪,使用经过石墨单色器单色化的Mo Kot射线 =0.071 073 nm1,以 扫描方式收集衍射数据。 配合物在2.94 ̄≤ ≤25.98o的范围内.应用Smart程 序收集6896个衍射数据.其中衍射2629个 (R ̄--0.0525),,> (,)的可观测衍射2344个。 晶体结构由直接法解得,对全部非氢原子坐标 及其各向异性热参数进行了全矩阵最/b-乘法修 正。氢原子通过理论加氢确定。对于,> ∽的数据, 配合物的最终偏离因子: ---0.041 9,wR --0.0750, 它们把配合物分子连接为3D网状结构 1 实验部分 1.1试剂 H3dhpmy参照文献[1Ol方法合成,其他试剂均为 市售,没有经过进一步纯化。 1.2测试仪器 w=l/[tr2(Fo) +(0.022 2】,P=-(FZ+2Fc2)/3,S=I.002,差值 Fourier图中最低残余电子密度峰△p =一322 e. nm~,最高残余电子密度峰Ap ̄=328 e・nm 。所有 计算在PC机上用SHELXTL程序包完成【lll CCDC:650022。 R仪(VECTOR.22 Bruker公司1.PL仪(48000 DSCF。美国sLM公司1。Bruker Smart Apex CCD衍射 仪(德国Bruker公司),Perkin—Elnier 240C elemental analyzcry元素分析仪 1.3配合[Co(H3dhpmy)(HzO)3]・3HzO的合成 2结果与讨论 2.1配合物的晶体结构 将4。6.二羟基嘧啶一2一硫醇乙酸0.020 g f0.1 mmo1)溶解在10 mL水中.用1 mo1.L 的NaOH调 配合物【Co(H3dhpmy)(H 0)3]・3H20的晶体学数 据及结构修正数据在表1中列出.主要的键长和键 表1标题配合物的晶体学数据 Table 1 Crystal data and structure refinement for title complex【Co(Hglhpmy)(HzOh]・3HzO Compound Empiircal formula 胍 【Co(H ̄lhpmy)(H20)3]・3H∞ CJI16CoN2O1oS 367.2 /z/innl-  ̄(ooo) Crystl siaze/mm 1.456 756 0.28×0.26×0.25 T/K A(Mo Ka)/nm Crystla system 293(2) 0.071 073 Orthorhombic Method of collecting reflections 0 range for data collctieon/(。) Reflns.Collected/unique ∞ 2.94-25.98 6 896/2 629(0.052 5) Space group a/nm b/nm Pea21 0.725 36(9) 1.361 72(16) Observed reflns【,>2 (例 Parameters refined Goodness—of-ift on F 2 344 181 1.002 C/nm V/nm Z D/(g・cm-3) 1.386 70(16) 1.369 7(3) 4 1.781 Final R indices【,>2cr∽】 40一/(e・nm-3) 0~/e・nm-43) R1=o.041 9,wR2=O.075 0 328 一322 维普资讯 http://www.cqvip.com

无机化学学报 第24卷 角列于表2.氢键参数列于表3 由图1可见,配合物中。每个Co(U)离子与来自 1个配体Hgthpmy的1个羟基氧原子(011、1个羧基 氧原子(O3)和1个氮原子(N2)配位,另外3个配位点 被水占据.在1个晶胞中还存在着3个游离的水分 子。在标题配合物中.中心离子采取六配位的扭曲八 面体配位构型,配体H dhpmv的羟基氧原子(011、1 个羧基氧原子(o3)、1个氮原子(N2)和1个游离的水 个参与了配位,这与我们以前报道过的H dhpmy与 Ni(II)的配位方式相同[91。配合物中芳香环之间存在 着弱的7r一7r相互作用,如图2所示,芳香环A与B 中心的距离约为0.38 am,夹角为3.412。,芳香环A 分子(O7)共同构成了Co原子的赤道平面,其键长分 别为0.210 3(3)、0.207 4(3)、0.218 6(3)和0.207 4(31 llln,平均键长为0.2109(5)am,轴向位置被另外2 个游离的水分子上的氧原子(O5。06)所占据。其键长 Col一05.Col一06分别为0.206 1 f31和0.205 2(31 am. 所有的Co一0键键长都与文献报道的一致.如配合 物[Co(H2cit)(H20)]n[ 21。配体H3dhpmy的配位模式如 图1 配合物的分子结构(椭球几率30%) Scheme 1所示,H dhpmv在标题配合物中做为三齿 配体与金属Co(n)配位.羧基中的2个氧原子只有1 Fig.1 Molecular structure of the complex(probability of ellipsoid is 30%) 表2标题配合物的主要键长和键角 Table 2 Selected bond lengths(nm)and angles o)for irlfe compound[Co(H3dhpmy)【HzOhl・3H20 co1.06 co1.07 0.205 2(3) 0.207 4(3) Co1—05 Co1—01 0.206 1(3) 0.210 3(3) Col一03 Col—N2 0.207 4(3) 0.218 6(3) 06一Col一05 05一Col一03 03一Col一07 03一Col一01 177.41(1 41 92.09(13) 96.43(15) 159.12(12) 90.27(13) 62.65(13) ’ 06一Col一03 06一Col一07 06一Col一01 07一Co1—01 03一Co1一N2 87.36(1 41 88.91(15) 86.17(1 31 103.26(1 41 97.85(13) 05一Col一03 05一Col一07 05一Col一01 06一Col—N2 07一Col—N2 92.09(13) 88.64(13) 95.20(13) 92.30(15) 165.71(15) 05一Col—N2 01-Col—N2 表3标题配合物的氢键键长和键角 Table 3 Hydrogen bonding for title compound Symmetry codes:‘-x+3/2,y, 一1/2; x+l,y, ;。x-1,y,z; 一1/2,-y,z; -x+l/2,y, 一1/2; -x+l,-y+1,z+l/2 维普资讯 http://www.cqvip.com

第2期 潘兆瑞等:配合物【Co(Hdhpmy)(H 0)3]・3H 0的合成、晶体结构和荧光性质 283 是相互平行的.相邻两平面A中心的距离为0.725 nln.芳香环A与B之间弱相互作用将单分子结构 连成一维链状结构。在该化合物中还存在多种类型 的氢键(图3):游离H 0与酚羟基中的0原子所形 成的氢键:游离H 0与羧基0以及配位水形成的氢 键:H ̄lhpmy中的N原子与游离水分子和配位水分 子形成的氢键 配合物通过氢键连成三维网状结 构.如图4所示。 0 H Scheme 1配体H3dhpmy的配位模式 Scheme 1 Coordination mode of ligand H3dhpmy ‘c ●H 孽Co 孽N ●0 S ’ 图3配合物的氢键 Fig.3 Hydrogen bonds in the complex 图4配合物沿口方向的晶胞堆积图 Fig.4 Packing diagram for the complex along a axis in a unit cell 2.2配合物的光谱性质 以KBr为基质.在4000~400 cm 范围内测定 了标题化合物的红外光谱 从红外光谱图中可以看 出.3 355 cm 吸收处的强峰可归属为水分子、N—H 和0一H的伸缩振动.1 651 am 和1 443 am 处的强 峰是由于配合物中有机配体上的羧基fC=01和杂环 上的原子fC:C、C=N)伸缩振动所致,1 372可归属为 C一0的对称弯曲振动.807 am 可看做是0一C一0的 不对称振动.1 247 am 吸收处的强峰可归属为配 体上酚羟基上的C一0伸缩振动。 在室温下.对配体以及配合物的固体荧光性质 进行了研究.测定结果表明配合物不发射荧光。而 配体在波长为342 nm的光的照射下,在390 Bin处 有1个中等程度的发射峰.如图5所示。这一发射 峰可归结为配体中的7r一7r 电子转移。配合物没有 荧光可能是由于有机配体和水分子与金属离子配 位使得荧光被淬灭造成的。 图5配体H3dhpmy的固态激发和发射光谱 Fig.5 Excitation and emission spectra in the solid state of ligand H3dhpmy 维普资讯 http://www.cqvip.com 284 无机化学学报 第24卷 参考文献: 【1】GAO Shan(高 山),ZHANG Xian—Fa(张现发),HUO Li—Hua (霍丽华),et a1.Chinese上Inorg.Chem.(Wuji Huaxue Xuebao), 2005,21(8):1 195-1 198 【2】Richard P B,Thomas D M,Nirmal S,et a1.上Chem.Soc., Dalton Trans..20o2:4243-4247 【3】Masaoka S,Furukawa S,Chang H C,et a1.Al ̄rew.Chem. Int.瞰.2OO1.411:3817~3819 【4】Macgillivray L R,Groeneman R H,Atwood J L.J.A Chem. Soc.,1998,120(1 1):2676-2677 【5】Ghoshal D,Maji T K,Most出G,et a1.Cryst.Growth Des., 2伽I3.3:9-1 1 【6】Wang X IJ’Qin C,Wang E B.Cryst.Grwoth eDs.,2006,6: 439-44.3 【7】Baden S R,Robson R.Al ̄rew.Chem.Int.砒,1998,37:1460 ~1494 【8】Holliday B J,Mirkin C A.Angew.Chem.Itn.瞰,2001,40: 2022~2O43 【9】JiaoY,PanZR,FangZ J,eta1.ActaCryst.E 2007,63:m761 叫m763 【lO]Srogl J,Liu W S,Marshall D,et a1.上A耽Chem.Soc.,1999, 121:9449~9450 【11]SHELXTL Version 5.1ReferenceManual,SiemensAndyteid X—ray Srae. ̄,Inc.,Madison,WI,USA,1996. 【12]Zhang G Q,Yang G Q,Ma J S.Cryst.Growth Des.,2006,6: 375-381 

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