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近年来1,2,4-三唑引起很大的关注,因为它能够与过渡金属离子生成配合物,其中一些过渡金属配合物具有自旋转换功能,在分子电子器件方面具有广泛的应用前景。为了制备研究新的1,2,4-三唑过渡金属配合物,本文合成了三个4-对甲苯基-5-(2-吡啶基)-3-取代-1,2,4-三唑衍生物,制备和表征了1,2-二[4-对甲苯基-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三唑-3-基]乙烷铜(Ⅱ)配合物,并测定了它们的晶体结构。本论文工作分为如下三部分:
1.以2-吡啶甲酸为原料,经多步反应合成了1,2-二[4-对甲苯基-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三唑-3-基]乙烷、3-(4-吡啶基)-4-对甲苯基-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三唑和3-苯基-4-对甲苯基-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三唑化合物,并用红外光谱、核磁共振谱及质谱对它们的结构进行了确证。
2.制备了1,2-二[4-对甲苯基-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三唑-3-基]乙烷与铜(Ⅱ)离子配合物{[Cu(DMPTE)1/2(μ-Ac)(Ac)]·3H2O}n,分别测定了3-(4-吡啶基)-4-对甲苯基-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三唑、DMPTE、[(DMPTE)1/2·CH3OH]及{[Cu(DMPTE)1/2(μ-Ac)(Ac)]·3H2O}n的晶体结构。
晶体结构研究表明,3-(4-吡啶基)-4-对甲苯基-5-(2-吡啶基)-1,2,4-三唑中的四个芳环(即1,2,4-三唑环、苯环及两个吡啶环)并不共面;DMPTE和[(DMPTE)1/2·CH3OH]中的1,2,4-三唑环、苯环及吡啶环也不共面。
配合物{[Cu(DMPTE)1/2(μ-Ac)(Ac)]·3H2O)n是通过两个乙酸根氧负离子桥联形成的聚合物。配体DMPTE具有对称性,其中两个1,2,4-三唑部分均与不同的Cu(Ⅱ)原子配位。每个铜(Ⅱ)原子中心都是通过两个乙酸根氧负离子桥联形成的双桥双核铜(Ⅱ)配合物。每个铜原子均与1个1,2,4-三唑环氮原子、1个吡啶环氮原子、2个桥联乙酸根氧原子及1个非桥联乙酸根氧原子配位,形成一个畸变的四方锥构型(CuN2O3)。
测定了配合物{[Cu4(DMPTE)1/2(μ-Ac)(Ac)]·3H2O)n的变温磁化率(8—300K)和电子光谱。每个铜(Ⅱ)原子中心都是通过两个乙酸根氧负离子桥联形成的双桥双核铜(Ⅱ)配合物。配合物{[Cu(DMPTE)1/2(μ-Ac)(Ac)]·3H2O}n中Cu(Ⅱ)离子间存在弱的铁磁性相互作用。在电子光谱,700nm附近出现d-d跃迁最大吸收峰。热重分析表明,随着温度的升高,其首先失去结晶水分子,然后发生分解。
3.以3-吡啶甲酸为原料,经氯化、溴化、水解及酯化等多步反应,合成了5-羟基-3-吡啶甲酸甲酯和5-羟基-3-吡啶甲酸乙酯化合物,并用MS、IR、1H-NMR和13C-NMR对产物的结构进行了确证。