Anderson型多酸的非对称共价修饰及多酸寡聚体的设计与合成

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多金属氧酸盐(POMs)代表了一类重要的金属氧化物团簇,通常由高氧化态的早期过渡金属(主要是V、Mo和W)组成。其结构的多样性和丰富稳定的物理和化学性质使其在催化,医药,材料等诸多领域广泛应用。多酸的共价修饰是发展多酸基功能材料的主要方法之一,迄今为止报道的绝大多数共价修饰都集中在具有两个相同配体的对称化合物上。然而,也可以使用不同的配体,产生非对称杂化产物,但能够非对称修饰的多酸种类很少,且没有成熟的合成体系,分离提纯困难。因此,设计非对称产物合成策略,建立提纯方法学,对非对称产物进行非对称的“模块化”修饰,将不同种类的多酸集中到一个体系中,构筑多酸寡聚体分子,使其具有比之前更稳定的结构和性质,为有机-无机超分子材料的构筑提供了思路。本文的主要研究内容如下:1.在本文中我们使用了两种不同的Tris配体,采用分步合成策略,成功制备了两个非对称修饰的Al-Anderson多酸有机-无机杂化物,并在其抗衡阳离子转换过程中,将对称产物与非对称产物分离,并进行表征,建立了提纯方法学。同时对得到的两个化合物的晶体,进行了单晶X射线衍射表征,对Tris配体与多酸结合的机制有了更深刻的理解,Anderson多酸两侧不同有机活性位点的引入,为后续建立更复杂结构体系提供了更多的可能。2.通过对非对称Al-Anderson杂化多酸进行戊二酸酐修饰,DCC/NHS活化,进一步由三羟甲基氨基甲烷修饰后,得到“模块化”有机-无机杂化平台,可进一步与单边修饰的Al-Anderson多酸缩合,构筑AndersonAnderson型多酸寡聚体。同时对得到的二聚体多酸进行类似的有机修饰,还可构筑Anderson-Anderson-Anderson型三聚体多酸。此外,NHS活化后的Anderson多酸也可嫁接至硅胺修饰的Keggin型空位多酸上,构筑Anderson-Keggin-Anderson型多酸寡聚体。我们通过核磁共振氢谱、高分辨质谱技术手段等对所得到的化合物进行表征,证明了其结构。该“模块化”构筑策略为后续多聚物乃至更复杂体系的构建提供了有力的支持。
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