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[Cd(对硝基苯甲酸)2(乙二胺)H2O]配合物的结构及荧光性能

祝波 高永为 刘芷晨 罗亚楠

祝波, 高永为, 刘芷晨, 罗亚楠. [Cd(对硝基苯甲酸)2(乙二胺)H2O]配合物的结构及荧光性能[J]. 中国光学(中英文), 2019, 12(2): 302-309. doi: 10.3788/CO.20191202.0302
引用本文: 祝波, 高永为, 刘芷晨, 罗亚楠. [Cd(对硝基苯甲酸)2(乙二胺)H2O]配合物的结构及荧光性能[J]. 中国光学(中英文), 2019, 12(2): 302-309. doi: 10.3788/CO.20191202.0302
ZHU Bo, GAO Yong-wei, LIU Zhi-chen, LUO Ya-nan. [Cd(p-nitrobenzoic acid)2(en)H2O] coordination compound in structure and fluorescent property[J]. Chinese Optics, 2019, 12(2): 302-309. doi: 10.3788/CO.20191202.0302
Citation: ZHU Bo, GAO Yong-wei, LIU Zhi-chen, LUO Ya-nan. [Cd(p-nitrobenzoic acid)2(en)H2O] coordination compound in structure and fluorescent property[J]. Chinese Optics, 2019, 12(2): 302-309. doi: 10.3788/CO.20191202.0302

[Cd(对硝基苯甲酸)2(乙二胺)H2O]配合物的结构及荧光性能

doi: 10.3788/CO.20191202.0302
基金项目: 

国家自然基金项目 20831002

国家自然基金项目 21531003

吉林化工学院重大项目 2018021

吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室开放课题 2019-13

详细信息
    作者简介:

    祝波(1976-), 女, 吉林省吉林市人, 学士, 高级实验师, 主要研究方向为金属有机配位聚合物的合成及性能研究。E-mail:331754506@qq.com

    罗亚楠, (1979-), 女, 吉林省吉林市人, 博士, 教授。2001年于吉林化工学院获得学士学位, 2005年于东北大学获得硕士学位, 2013年于哈尔滨工业大学获得博士学位, 主要研究方向为金属有机配位聚合物的合成及性能研究。E-mail:yanan_meimei@163.com

  • 中图分类号: O614.2

[Cd(p-nitrobenzoic acid)2(en)H2O] coordination compound in structure and fluorescent property

Funds: 

National Natural Science Foundation 20831002

National Natural Science Foundation 21531003

Major Project in Jilin Institute of Chemical Technology 2018021

Open Project of State Key Laboratory of Inorganic Synthesis & Preparative Chemistry of Jilin University 2019-13

More Information
  • 摘要: 以氯化镉、对硝基苯甲酸和乙二胺(en)为原料,成功合成了具有荧光性能的[Cd(对硝基苯甲酸)2(乙二胺)H2O]配合物 1 ,并对其结构进行解析。首先,采用水热合成法进行配合物 1 的合成。接着,利用单晶X射线衍射测定配合物 1 的结构。然后,采用元素分析法、红外光谱法(IR)、热重分析法(TGA)和粉末X射线衍射法(PXRD)对其进行表征。最后,在室温条件下,对配合物 1 进行荧光性能测试。实验结果表明:配合物 1 通过N-H…O、O-H…O和C-H…O氢键将离散结构连接形成三维超分子构型。配合物 1 在266 nm处激发,在377 nm和444 nm处出现两个发射峰,表现出较强的荧光性能。上述结果说明,配合物 1 的荧光性能主要来自于配体到配体的跃迁,可以作为具有发展潜能的荧光光学材料。

     

  • 图 1  配合物1的不对称结构单元(对称码:i.x, 0.5-y, z)

    Figure 1.  Asymmetric structure of compound 1 (symmetry code: # i, x, 0.5-y, z)

    图 2  (a) 一维链状结构;(b)二维层状结构;(c)三维超分子结构(对称码:ii, 1-x, -0.5+y, 1-z; iii, 1+x, 0.5-y, z; iv, 0.5+x, y, 0.5-z; v, 0.5+x, 0.5-y, 0.5-z; vi, 2-x, 1-y, 1-z)

    Figure 2.  (a)1D chain structure; (b)2D layer structure; (c)3D supramolecular structure(symmetry codes:ii, 1-x, -0.5+y, 1-z; iii, 1+x, 0.5-y, z; iv, 0.5+x, y, 0.5-z; v, 0.5+x, 0.5-y, 0.5-z; vi, 2-x, 1-y, 1-z)

    图 3  对硝基苯甲酸的红外光谱图

    Figure 3.  IR spectrogram of p-nitrobenzoic acid

    图 4  配合物1的红外光谱图

    Figure 4.  IR spectrogram of compound 1

    图 5  配合物1粉末XRD谱图

    Figure 5.  PXRD patterns of compound 1

    图 6  配合物1的热重图谱

    Figure 6.  TG curve of compound 1

    图 7  室温条件下配合物1的荧光谱图

    Figure 7.  Photoluminescence spectra of compound 1 at room temperature

    表  1  配合物1的晶体学数据

    Table  1.   Crystal parameters and structural optimization parameters for compound 1

    配合物1 参数
    分子式 C16H18CdN4O9 晶系 斜方晶系
    分子量 522.74 体积/nm3 1.939 9(6)
    空间群 Pnma 温度/K 296(2)
    Z 4 a/nm 0.618 31(11)
    F(000) 1 048 b/nm 2.236 1(4)
    θ范围/(°) 1.713~28.145 c/nm 1.403 1(3)
    Dc/(Mg·m-3) 1.790 α/(°) 90
    GOF 1.024 β/(°) 90
    μ/mm-1 1.185 γ/(°) 90
    R值(全部数据) R1=0.040 2, wR2=0.063 3 独立衍射点(Rint) 2 417(0.031 2)
    Ra, b值[I > 2σ(I)] R1=0.027 3, wR2=0.057 4 收集衍射点 11 300
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    表  2  配合物1的主要化学键的键长(nm)和键角(°)

    Table  2.   Main bond lengths(nm) and bond angles(°) in compound 1

    化学键 键长/nm 化学键 键长/nm 化学键 键长/nm
    Cd1-O1 0.255 4(2) Cd1-O2 0.234 7(2) Cd1-O5 0.231 1(3)
    Cd1-N1 0.234 1(3) Cd1-N2 0.229 4(3) Cd1-O1i 0.255 4(2)
    Cd1-O2i 0.234 7(2)
    化学键 键角(°) 化学键 键角(°) 化学键 键角(°)
    O1i-Cd1-O1 172.00(9) O2-Cd1-O1i 135.03(7) O2i-Cd1-O1 135.03(7)
    O2i-Cd1-O2 82.19(9) O2i-Cd1-O1i 52.85(6) O2-Cd1-O1 52.85(6)
    O5-Cd1-O1i 89.50(6) O5-Cd1-O1 89.50(6) O5-Cd1-O2i 88.24(10)
    O5-Cd1-O2 88.24(10) O5-Cd1-N1 172.25(12) N1-Cd1-O1 89.96(6)
    N1-Cd1-O1i 89.96(6) N1-Cd1-O2 97.58(7) N1-Cd1-O2i 97.58(7)
    N2-Cd1-O1 86.09(5) N2-Cd1-O1i 86.09(5) N2-Cd1-O2i 138.82(4)
    N2-Cd1-O2 138.82(4) N2-Cd1-O5 95.21(13) N2-Cd1-N1 77.04(10)
    对称码:i.x, 0.5-y, z.
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    表  3  配合物1氢键键长(nm)和键角(°)

    Table  3.   Hydrogen bond distances(nm) and angles(°) in compound 1

    D-H d(D-H) d(H…A) ∠DHA d(D-A) A
    N1-H1 0.089 0.232 168 0.320 2(3) O4ii
    N2-H2 0.089 0.242 155 0.324 5(3) O2iii
    O5-H5A 0.077 0.222 133 0.279 7(3) O2iv
    O5-H5B 0.089 0.248 101 0.279 7(3) O2v
    C2-H2A 0.097 0.242 109 0.288 6(5) O4vi
    对称码:ii, 1-x, -0.5+y, 1-z; iii, 1+x, 0.5-y, z; iv, 0.5+x, y, 0.5-z; v, 0.5+x, 0.5-y, 0.5-z; vi, 2-x, 1-y, 1-z.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-01-16
  • 修回日期:  2019-02-01
  • 刊出日期:  2019-04-01

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