2008年11月 吉林师范大学学报(自然科学版) №.4 第4期 Joumal of Jilin Normal University(Natural Science Ediiton) Nov.2Oo8 新型锰配合物的水热合成与晶体结构 李秀颖t,徐占林,一,刘春波 ,一,李 雪 ,车广波 ,2 (1.吉林师范大学化学学院,吉林四平136000;2.吉林师范大学应用化学研究所,吉林四平136000) 摘 要:利用水热技术,以 ・4H20、水杨酸(H2sa1)和二吡啶[3,2一a:2 ,3'-c]并吩嗪(Ⅸ,Pz)为原料,合成了 具有三维超分子网络结构的新型配合物EMn2(HSa1)2(Sa1)(DPPZ)2(H20)2]2[MrI4(sa1)4(DPPz)4(H2O)2],并使用元 素分析和x射线单晶衍射对其结构进行了表征.该晶体属于三斜晶系,Pi空间群,口=13.834 2(11)A,b= 15.768 I(13)A,c=23.145 5(19)A,a=89.825 0(10)。,I臼=83.9240(1O)。,7=64.2860(1O)。, =4 518.2(6)A ,Z= 1.该化合物是由两个双核和一个四核Mn(Ⅱ)结构单元构筑的,而且在相邻的配合物分子单元之间,存在着分子 内和分子间DPPZ配体不同方向上的Ⅱ一'r堆积作用,最终将其连接成一个三维超分子网络结构. 关键词:锰;水杨酸;二吡啶[3,2一a:2 ,3'-c]并吩嗪;晶体结构 中图分类号:0 611.4 文献标识码:A 文章编号:1674-3873-(2008)04-0059-03 由于in(11)配合物具有结构的多样性和丰富的光物理、光化学性质,因此它们在磁学、气体吸附、分 子识别、催化及光学材料等许多领域都有广泛的应用H-3].定向设计合成Ah1(11)配合物的成功策略之一是 将金属离子与具有特定结构和性能的有机混合配体组装在一起.水杨酸(H2Sa1),又称BHA、B柔肤果酸, 是一种重要的有机化工原料,因其含有羧基和羟基,是双功能基配体,能形成分子内氢键,具有多变的配位 模式,所以它的配合物通常具有迷人的结构【4-6J.二吡啶[3,2 2 ,3'-c]并吩嗪(DPPz)作为1,1 菲罗 啉的一类重要衍生物,因其具有易于形成丌一 堆积作用的骨架结构以及特殊的光、电等性质,常被用做封 端剂与过渡金属或稀土金属螯合,所合成的各种结构新颖的超分子配合物被广泛应用于光电等领域L7.8J. 本文以H2 和DPPZ为配体,利用水热技术合成了一个新型三维超分子结构的锰配合物[Mn2(HSa1)2 (sa1)(DP )2(H2O)2]2[Mn4( )4(DPPz)4(H20)2],测定了晶体结构,并用元素分析对其结构进行了表征. I实验 1.1配合物的合成 DPPz是采用文献报道的方法合成的【9.9J 将MnCI2・4H20(1 mmol,0.197 8 g)、H2Sal(1.25 mmol,0.172 5 g)和DPPZ(1 mmol,0.282 0 g)加适量水 搅拌溶解,并用NaOH调节pH=7—8之间,封入23 mL内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中,在155℃下恒 温晶化3 d,梯度降温冷却至室温,经过滤、蒸馏水洗涤后于室温下自然干燥,得黄色块状晶体,产率约为 80%(以元素Mn计).元素分析理论值(%)(C2l4H122Mn8N 0 ):C 61.83、H 2.96、N 10.78.实验值:c 62. Ol、H 2.94、N 10.77. 1.2晶体结构的测定 在292 K下,选取大小为0.395 X 0.286×0.162 nlnl的标题配合物晶体,在Bruker Smart 1 000 CCD X衍 射仪上进行衍射实验.用MoIL射线( =0.710 73 A)和∞扫描方式,在2.23。≤0 ̄<26。8范围内收集39 161个衍射点,衍射点17 729个(R-姗=0.055 0),其中9 118个可观测点[,≥2o(,))]用于结构解析和 修正,衍射强度数据经 p因子和经验吸收校正.全部非氢原子坐标均采用直接法获得,非氢原子坐标和 各向异性温度因子均采用全矩阵最小二乘法修正.结构解析和修正分别使用SHELXS-97程序[10]和 SHEI.XL一97程序完成.标题配合物的详细晶体学数据和结构精修参数见表1. 收稿日期:2008-09-01 基金项目:吉林省科技厅项目(20060516). 第一作者简介:李秀颖(1982-),女,吉林省松原市人,现为吉林师范大学化学学院在读硕士研究生.研究方向:无机合成化学. *通讯作者:车广波(1973.),男,博士,副教授.研究方向:无机一有机杂化材料及光电特性的研究. ・59・ 表l配合物的晶体学数据 Empiri ̄formula Ca,4rlmt,tnsN ̄2036 y[o] 64.286 0(10) Fomm]alm 4156.96 [ ]4 518.2(6) Qystdl system 'r ̄elinic Z 1 Space group .oi Rl, [,>2o(,)] O.089 7,0.262 5 Crysua size[rr ̄] O.395×0.286X0.162 RI, 2[an data]0.168 6,0.348 1 d[A] 13.834 2(11) Dealocl[ ̄g m‘’] 1.528 6[A] 15.768 1(13) [ⅡⅡn ] O.631 c[A] 23.145 5(19) F(ooo) 2118 a[。]89.8250(10) C0Heeted reflections 39161 [。]83.9240(10) c0 6t硼 1.122 2单晶结构解析 晶体结构分析表明,配合物的基本结构由8个金属Mn、8个DPPZ配体、10个H2sal和6个H20组成, 其分子结构如图1,选择的键长和键角数据列于表2.在这个新型锰配合物的非对称单元中,存在着不同配 位模式的4个Mn(II),其中,Mnl和Mn4均为五配位,采取变形的三角双锥配位方式.Mnl与1个双齿螯合 的DPPZ配体的2个氮原子(NI、N2)和2个不同去质子化的水杨酸配体(碰 ’和Sal2一)的3个单齿桥联的 氧原子配位,其中1个氧来自sal2一的羟基氧原子(O6),另2个氧分别来自于HSal~和sal2’配体的羧基氧 原子(Ol、o4),同时HSal一中的o2原子处于未配位模式,羟基氧原子o3未被去质子化.且Nl、N2、o4位于 赤道平面上,O1、o6位于轴向位置.Mn—N键长为2.140(7)A和2.151(7)t,Mrr—O键长在1.952(6)~2. 046(6) ̄范围内. 袭2配合物选择的键长(A)和键角【。) Bond Dist Bond Di或 B0nd Dist Mh(1)一O(4) 2.O46(6) M (1)一O(1) 1.992(6)  ̄(1)--o(6) 1.952(6) ^|n(1)一N(1) 2.140(7) ^h(1)一N(2) 2.151(7) ^ (2)一N(5) 2.127(7) Mn(2)一O(5) 2.o28(6) Ⅶl(2)一N(6) 2.n7(7) Mln(2)一O(7) 2.]O8(8)  ̄(2)--o(8) 2.238(13) r ̄(2)--o(4) 2.338(6) M_n(3)一0(11) 2.319(6) Mn(3)一O(13) 1.954(7) h (3)一O(15) 2.008(6) Mn(3)一N(9) 2.119(7) ^hI(3)一N(1o) 2.221(7) 1(3)一O(zo) 2.109(6) M.(4)--O(12) 1.9y/(7) M.(4)-r ̄(13) 2.119(7) Mn(4)--O(14) 1.968(7) Mn(4)--N(14) 2.197(8) Mn(4) 0—0(11) 2.olo(6)  ̄(4)--0(11)” 2.o2o(6) An ̄te (。) Angle (。) 螂e (。) O(6)一^IrI(1)一O(1) 111.4(3) O(6)一Mn(1)一O(4)89.7(2) O(1)一MrI(1)一O(4) 95.6(3) O(6)一^IIl(1)一N(1) 108.O(3) 0(1)一^|n(1)一N(1) 139.8(3) O(4)一^ (1)一N(1) 92.6(2) O(6)一^I|I(1)一N(2)86.9(3) o(1)一^hI(1)一N(2) 97.7(3) O(4)一№(1)一N(2) 166.6(3) N(1)一 (1)一N(2) 76.3(3) O(5)一^ (2)—.o(7) 146.2(3) 0(5)一MrI(2)一N(6) 99.6(3) 0(7)一Mn(2)一N(6) 92.4(4) O(5)一Mn(2)一N(5) 103.8(3) O(7)一Mn(2)一N(5) 109.5(3) N(6)一Mll(2)一N(5) 78.9(3) O(5)一Mn(2)一O(8) 116.3(9) O(7)一Mn(2)一O(8) 53.7(n) N(6)一Mn(2)一O(8) 143.4(10) N(5)一M (2)一0(8) 98.4(4) 0(5)一 (2)一0(4) 59.2(2) O(7)一^|n(2)一O(4) 88。8(3) N(6)一№(2)一O(4) 94.O(2) N(5)一Mn(2)一O(4) 160.5(2) O(8)一^Ill(2)一O(4) 98.1(3) O(13)一^IIl(3)一O(15) 90.3(3) O(10)一ⅣhI(3)一O(13) 153.2(3) O(I5)一№(3)一O(10)89.7(3) O(13)一Mn(3)一N(9) 107.8(3) O(15)一Mn(3)一N(9) 95.o(3) 0(10)一№(3)一N(9) 98.9(3) O(13)一Mn(3)一N(10) 95.6(3) 0(1S)一Mn(3)一N(10) 170.2(3) O(1O)一MrI(3)一N(1O) 88.6(2) N(9)一№(3)一N(1o) 75.7(3) 0(13)一Mn(3)一0(11) 94.2(2) 0(15)一^IIl(3)一0(11) 98.9(3) O(1O)一Mn(3)一O(11) 59。4(2) N(9)一 (3)一0(11) 153.9(3) N(10)一 (3)一O(I1)88.6(2) O(12)一 (4)一O(14) 106.3(3) O(12)一^t|I(4)一O(“)¨ 91.6(3) 0(14)一 (4)一O(11) 197.5(3) O(12)一hhI(4)一N(13) 117.0(3) O(14)一 (4)一N(13) 135.1(3) O(11).1一Mn(4)一N(13) 92.6(3) 0(12)一Mn(4)一N(14) 94.1(3) O(14)一Mll(4)一N(14)89.S(3) o(11)¨一№(4)一N(14) 169. 3) N(13)一MII(4)一N(14) 76.9(3) S 膳n hy trnf ̄mtiam l_ed to霉日麓们她a 啊 atc哪:撑1-x+1,-y+2,.z+2 ・60・ O1W 圈1配合物的分子结构图 Mn4的配位模式与Mnl相似,分别与1个双齿螯合的DPPZ配体的2个氮原子(r ̄13、N14)和2个不同 水杨酸分子的3个单齿桥联的氧原子配位(Oll、O12、O14),O12为羟基氧原子,Oll和O14为羧基氧原子. 与Mnl不同的是2个水杨酸分子均去质子化.N13、N14、O11位于赤道平面上,O12和O14位于轴向位置. Mn2和Mn3都采取的是变形八面体配位方式,与Mn2配位的2个N原子(N5、N6)来源于DPPZ分子,4个 O原子分别来自2个不同的水杨酸配体的两个双齿螯合的羧基(04、O5、07、08).其中含有o7、O8的水杨 酸配体的羟基氧原子o9未被去质子化.N5、04、05、07位于赤道平面上,N6和O8位于轴向位置.N6一Mn2. O8的键角为143.4(1o)。.Mn3具有六配位结构,与其配位的4个O原子分别来自2个不同的Sal2一配体,一 个单齿桥联的羟基和羧基的2个氧原子(O15和O13),一个双齿螯合的羧基氧原子(O10和O11),另外两 个N原子(N9、N10)来源于DPPZ分子.Ol1、O15、N9、NIO位于赤道平面上,O10、O13位于轴向位置,Ol Mn3--O13的键角为153.2(3)o.4个锰原子(№l、Mn2、Mn3、 )与它们的对称原子(MnlA、Mn2A、Mn3A、 心A)通过水杨酸分子桥联形成三个零维的双核或四核的构筑单元.Mnl、Mn2和MnlA、Mn2A分别构成了两 个双核结构单元,Mnl(^ lA)和Mn2(MnZA)通过3个去质 子化程度不同的水杨酸分子相连,Mn与Mn之间距离为 4.2o71.Mn3、Mn4、Mn3A、Mn4A共同组成了一个四核的结 构单元,离为4.152和4.795A(图2). 金属间通过不同配位模式的水杨酸配体相连,Mn 与M.n之间距在相邻的配合物分子单元之间,由于DPPZ 配体在分子内和分子间存在着不同方向上的 1c堆积 勰氯氯 图2水杨酸的配位模式(DPe'Z配体已删除) 作用(兀—兀键距离约为3.43 3.661),因此最终将配合物构筑成一个三维超分子网络结构. 3结论 本文报道了一个新颖配合物[h (HSa1)2(sa1)(DPPZ)2(H2O)2]2[ (Sa1)4(DPPz)4(H2O)2]的合成与 结构特征.该配合物晶体单胞中含有8个金属gin、8个DPPZ配体、l0个H2Sal和6个n20,构成两个双核 和一个四核构筑单元.单元间通过分子内和分子间DPPZ配体不同方向上的7c一7c堆积作用,将此配合物 构筑成一个三维超分子网络结构,该配合物的磁性有待进一步研究. 参[1]Bai Haeng- ̄huai,d日1.Novel In clo 】 考文献 鹄[J]. . d Frameworks Mintage(If)-Syntheses,G了 Structures,and Physical Pl Growth Des,20O8。8(6):1924~1931. 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Key words:MgA1204 spinel;alkylafion;0一cresol (上接第61页) [7]xu 8II.Lin,et a1.Synthesis, Structure andMagnetic Behavior 0faNew e9e(Ⅱ)Coordination.Polymer[rCm(DPPZ)(FZDC)(too)](DP- PZ=dip3a-ido[3,2-a:2 ,3'-c].phenazine and PZDC=Pym ̄e-2,3-dicarboxylicAcid)[J].Chinese J.Struc.0leIn,20O8,27(5):593—597. [8]车广波,苏子生,李文连,初蓓,陈丽莉.一种新型磷光铜(1)配合物及其红光OLED[J3.液晶与显示,2006,21(2):185~187. [93Ch ̄Qlangbo,et a1.Hyd10出err|lal Syntheses 0fSome Derivatives 0fT ̄tifphenylene[J].Syntheitc Comnmnieations,2006,36:2519—2524. [10]Shddrick.G.M.SHEIY ̄97,PI理 forthe Solutien 0fQyst8I s l [M].University 0fG酣 ,G凹【Tla呵,1997. Hydrothermal synthesis and Crystal structure of a Novel Manganese Complex [Mn ̄(nSa1)2(Sa1)(DPPZ)2(nzo)2]2[Mm(Sa1)4(DPPZ)4(HzO)2] u Xiu. ,xu Zhan-lin ,一,LIU Chun-bo .一,I_1 Xue ,CHE Guang-bo ' (1.Department of hC ̄str ̄,JiUn Normal University,Siping 136000,China; 2.Institute ofApplied Chemistry,Jilin Normal University,Siping 136000,China) Abstract:A novel complex[Mn2(I-ISa1)2(sa1)(DPPZ)2(H2O)2]2[Mn4(Sa1)4(DPPZ)4(H2O)2],wiht three.dilnen— sional structure,based on salicylic acid(H2Sa1)and dipyrido[3,2 2A,3h—c]phenazine(DPPZ)ligands has been hydrothermal synthesized and characterized by elemental analysis and sin ̄e—crystal X—ray difraction.The rilfe com・ pound crystallizes in triclinic space group Pi,wiht a=13.834 2(11)A,b=15.768 1(13)A,c=23.145 5(19)A, 口=89.825 0(10)。, =83.924 0(10)。,7=64.286 o(10)。,v=451 8.2(6)A3,Z=1.The structure of hte tide ocmpound features two dinuclear nad a tetranuclear Mn(1/)cluster unit.Also,the neighboring units are further linked into a 3 D supramolceular network via 7【一 interactions in the diferent directions between hte DPPZ ligands. Key words:manganese;salicylic acid;dipyrido[3,2一a:2 ,3 一e]phenazine,crystal structure ・64・