[Cd(2，2 -dipha)(H2O)(phen)]・3H2O晶体的水热合成及晶体结构 (2008年)

通过水热合成法制备了配位聚合物[Cd(2，2′-dipha)(H2O)(phen)]・3H2O，利用X射线单晶衍射对其进行了结构表征．单晶分析结果表明：化合物属三斜晶系，P-1空间群，a=0．968 0(5)nm，b=1．193 1(6)nm，c=1．215 6(6)nml，a=71．697(5)°，β=71．741(5)°，γ=74．355(6)°，V=1．242 7(10)nm3，Z=2，T=293(2)K，R1=0．038 0，wR2=0．075 5． ### [Cd(2，2′-dipha)(H2O)(phen)]·3H2O 晶体的水热合成及晶体结构 #### 摘要与背景介绍 本研究通过水热合成法制备了一种新型配位聚合物——[Cd(2，2′-dipha)(H2O)(phen)]·3H2O，并运用X射线单晶衍射技术对其进行了详细的结构表征。研究表明，该化合物属于三斜晶系，P-1空间群，晶格参数分别为：a = 0.9680(5) nm，b = 1.1931(6) nm，c = 1.2156(6) nm，α = 71.697(5)°，β = 71.741(5)°，γ = 74.355(6)°，晶胞体积V = 1.2427(10) nm³，Z = 2，温度T = 293(2) K，拟合指数R1 = 0.0380，wR2 = 0.0755。 #### 关键词解析 - **水热合成**：是一种在高温高压环境下进行的合成方法，适用于制备各种无机材料、有机材料及复合材料。通过调节温度、压力等条件可以有效地控制产物的形貌、尺寸和结晶度。 - **2，2′-联苯二甲酸（Dipha）**：作为多齿配体，含有两个羧基官能团，能够提供电子对与金属离子形成稳定的配位键。 - **1，10-邻菲罗啉（Phen）**：也是一种常见的多齿配体，可以与多种金属离子形成稳定的配合物。因其良好的稳定性、易于合成等特点，在配合物领域有着广泛的应用。 #### 实验部分 ##### 仪器与试剂 - **Cd(CH3COO)2·2H2O、2，2′-联苯二甲酸、1，10-邻菲罗啉**：均为分析纯级试剂，未经过进一步纯化处理。 - **Bruker APEXCCD X-射线单晶衍射仪**：用于测定晶体结构的关键设备之一，能够获取高精度的晶体学数据。 ##### 合成过程 - 将Cd(CH3COO)2·2H2O、2，2′-联苯二甲酸、1，10-邻菲罗啉按照物质的量比1:1:1混合。 - 在室温下搅拌30分钟后，将混合物装入带有聚四氟乙烯衬里的不锈钢反应釜中。 - 在155°C条件下晶化5天，之后以每小时2°C的速率逐渐降至室温。 - 经过滤、去离子水洗涤后，可获得无色针状晶体。 #### 结果与讨论 ##### 晶体结构描述 - **结构单元**：每个不对称单元包含1个Cd(II)离子、1个2，2′-联苯二甲酸离子、1个1，10-邻菲罗啉分子以及4个水分子。 - **Cd(II)离子**：形成扭曲八面体构型，与1，10-邻菲罗啉中的2个氮原子、2个不同2，2′-联苯二甲酸离子的3个氧原子及1个水分子氧原子配位。 - **键长与键角**：Cd-N(I)键长2.3327 Å，Cd-N(2)键长2.3147 Å；Cd-O(2)键长2.2244 Å，Cd-O(3A)键长2.3779 Å，Cd-O(4A)键长2.4532 Å，Cd-Ow(1)键长2.3225 Å；键角范围广泛，反映了Cd(II)离子周围复杂的配位环境。 #### 结论 本研究成功地通过水热合成法得到了一种新型配位聚合物[Cd(2，2′-dipha)(H2O)(phen)]·3H2O，并对其晶体结构进行了详细的解析。这种化合物展现出独特的晶体结构特征，为进一步探索其在光电、催化、生物活性等领域的应用潜力奠定了基础。未来的研究工作可以集中于探究该化合物的具体性质及其实际应用价值。 --- 该研究不仅展示了水热合成法制备复杂配位聚合物的可能性，还揭示了该类化合物独特的晶体学特征。这对于深入理解配位化学以及拓展新材料的应用领域具有重要意义。