鞠豐陽， 李順康

(洛陽師范學(xué)院a.食品與藥品學(xué)院；b.化學(xué)化工學(xué)院， 河南洛陽 471934)

配合物{[Cd0.5(Ac)(bbib)0.5](H2O)2}n的合成及晶體結(jié)構(gòu)研究

鞠豐陽a， 李順康b

(洛陽師范學(xué)院a.食品與藥品學(xué)院；b.化學(xué)化工學(xué)院， 河南洛陽 471934)

本文合成了一個(gè)新的Cd(II)配位聚合物{[Cd0．5(Ac)(bbib)0．5](H2O)2}n，并對其晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究．該晶體屬于單斜晶系，C2/c空間群，晶胞參數(shù)：a=11．1259(4)?，b=14．7638(5)?，c=16．4687(7)?，α=90°，β=106．975(4)°，γ=90°，V=2587．31(18)?3，Z=8，Dc=1．517mg/m3，最終偏差因子R1=0．0294，wR2=0．0691[I(2((I)]，F(xiàn)(000)=1208．0．該配合物的1D鏈結(jié)構(gòu)通過氫鍵鏈接為2D層結(jié)構(gòu)，進(jìn)而通過π-π堆積作用形成了最終的3D結(jié)構(gòu)．

Cd(II)；1，4-雙(1H-苯并咪唑-1-基)丁烯；晶體結(jié)構(gòu)

含氮配體由于其較強(qiáng)的配位能力、多樣的配位構(gòu)型以及對羧酸配位模式的良好修飾能力， 被人們廣泛地研究， 并被用來構(gòu)筑金屬有機(jī)配位聚合物[1-5]. 包括雙吡啶類、咪唑類、三氮唑類、四氮唑類、苯丙咪唑類等在內(nèi)的諸多富氮雜環(huán)配體， 能夠提供更多的配位點(diǎn)， 非常容易與金屬配位. 此類富氮雜環(huán)配體通常具有π電子共軛體系， 能夠通過氫鍵和(或)π-π共軛作用自組裝為結(jié)構(gòu)新穎的超分子化合物[6-9]. 苯并咪唑類配體是一類特殊的含有2個(gè)氮雜原子的化合物， 其結(jié)構(gòu)內(nèi)含有苯環(huán)和咪唑環(huán)之間的π-π共軛作用， 能使得到的金屬-有機(jī)配位聚合物的穩(wěn)定性增強(qiáng)[10-11]. 另一方面， 苯并咪唑類配體組裝的金屬-有機(jī)配位聚合物在生物催化、醫(yī)藥、光學(xué)材料等領(lǐng)域有著很大的應(yīng)用潛質(zhì)[12-14]. 因此， 人們對苯并咪唑類化合物及其配位聚合物的研究非?；钴S.

本文以醋酸鎘、1,4-雙(1H-苯并咪唑-1-基)丁烯(bbib)為原料， 通過水熱合成法制備出了一種新型Cd(II)配位聚合物：{[Cd0.5(Ac)(bbib)0.5](H2O)2}n， 本研究著重介紹該配位聚合物的制備和晶體結(jié)構(gòu).

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑和儀器

試劑：1,4-雙(1H-苯并咪唑-1-基)丁烯， 二水醋酸鎘， 蒸餾水. 所有試劑均商購， 并直接使用， 無需進(jìn)一步純化.

儀器：電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱；Rigaku Oxford Diffraction單晶衍射儀儀.

1.2 晶體的合成與組成確定

將1,4-雙(1H-苯并咪唑-1-基)丁烯(28.8 mg, 0.10 mmol)、Cd(AcO)2·2H2O(53.2 mg, 0.20 mmol)和蒸餾水(6.0 mL)的混合物密封在一個(gè)聚四氟乙烯襯里的不銹鋼反應(yīng)釜中， 然后將其置于電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)， 在溫度393K的條件下反應(yīng)3天. 反應(yīng)釜自然冷卻至室溫， 得到無色塊狀晶體的標(biāo)題配合物.

1.3 晶體結(jié)構(gòu)測定

選取大小為0.33 mm×0.26 mm×0.21 mm的標(biāo)題配合物晶體， 置于Rigaku Oxford Diffraction單晶衍射儀， 用石墨單色化的Mo-Kα射線(λ=0.71073 ?)， 在7.566°<θ< 50.964°范圍內(nèi)以φ/ω掃描方式于293(2) K下收集衍射點(diǎn). 共收集6326個(gè)衍射數(shù)據(jù)， 其中獨(dú)立衍射點(diǎn)為2339 [R(int)=0.0180]. 全部數(shù)據(jù)經(jīng)Lp因子校正及經(jīng)驗(yàn)吸收校正， 晶體結(jié)構(gòu)由直接法解出[15]. 對全部非氫原子坐標(biāo)及其各向異性熱參數(shù)進(jìn)行全矩陣最小二乘法修正， 最終偏差因子R1=0.0294，wR2=0.0691 [I>2((I)]. 所有計(jì)算工作均在PC機(jī)上用SHELXTL-97程序包進(jìn)行計(jì)算[16]， 晶胞參數(shù)為：a=11.1259(4) ?，b=14.7638(5) ?，c=16.4687(7) ?，β=106.975(4)°，V=2587.31(18) ?3，Z=8，Dc=1.517 mg/m3. 該化合物的部分鍵長和鍵角列于表1和表2中， 其它相關(guān)晶體學(xué)數(shù)據(jù)列于表3和表4.

表1 標(biāo)題化合物的部分鍵長(?)

表2 標(biāo)題化合物的部分鍵角(°)

對稱碼:I1-x, +y, 3/2-z

表3 標(biāo)題化合物的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

表4 標(biāo)題化合物中的氫鍵

對稱碼:II3/2-x, -1/2 +y, 3/2-z;III3/2-x, 1/2-y, 1-z

2 結(jié)果與討論

標(biāo)題化合物{[Cd0.5(Ac)(bbib)0.5](H2O)2}n的晶體結(jié)構(gòu)見如圖1(a). 結(jié)構(gòu)分析表明， 該化合物屬于單斜晶系，C2/c空間群. 該配合物的不對稱單元包含半個(gè)Cd(II)離子、一個(gè)醋酸根離子、半個(gè)bibb分子和兩個(gè)晶格水分子. 中心的Cd(II)離子為六配位， 形成微微變形的八面體幾何構(gòu)型， 其中的四個(gè)氧原子來自于兩個(gè)對稱相關(guān)的Ac2-離子的-COO-基團(tuán)， 兩個(gè)氮原子則來自于兩個(gè)對稱相關(guān)的bibb配體. Cd-O鍵的鍵長分別為2.447(2)?和2.2840(19)?， 而Cd-N鍵的鍵長為2.280(2)?. 相鄰的Cd(II)之間由μ2-bibb配體連接為沿著c方向延伸的“之”字形一維鏈， 而兩個(gè)對稱相關(guān)的μ2-η1:η1醋酸根離子僅僅起到側(cè)臂的作用， 如圖1(b)所示.

圖1 標(biāo)題配合物中Cd(II)的配位環(huán)境及1D鏈的結(jié)構(gòu)示意圖

在標(biāo)題配合物中， 醋酸根離子的羧基和兩個(gè)晶格水之間存在有豐富的氫鍵：O2W-H2WA...O1W、O2W-H2WB...O1II、O1W-H1WA...O2和O1W-H1WB...O2WIII. 這些氫鍵將相鄰的1D鏈鏈接為2D層結(jié)構(gòu)(如圖2所示). 這些2D層結(jié)構(gòu)通過bibb配體的苯并咪唑基之間顯著的π-π共軛作用， 進(jìn)一步堆積為最終的3D結(jié)構(gòu)(如圖3a和3b所示)， 其中兩個(gè)苯并咪唑基的面心與面心之間的距離為3.836 ?.

圖2 通過氫鍵形成的標(biāo)題化合物的2D層結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 標(biāo)題化合物的3D堆積圖和標(biāo)題化合物中π-π共軛作用示意圖

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[責(zé)任編輯 王保玉]

Synthesis and Crystal Structure of a New Cd(II) Complex {[Cd0.5(Ac)(bbib)0.5](H2O)2}n

JU Feng-yang1, LI Shun-kang2

(1. School of Food and Drug, Luoyang Normal University, Luoyang 471934, China; 2. College of Chemistry and Chemical Engineering, Luoyang Normal University, Luoyang 471934, China)

A new Cd(II) complex, namely {[Cd0.5(Ac)(bbib)0.5](H2O)2}n, is synthesized from 1,4-bis(1H-benzimidazole-1-yl) butene and then characterized structurally by single crystal X-ray diffraction. The complex crystallizes in monoclinic system, space group C2/c witha=11.1259(4) ?,b=14.7638(5) ?,c=16.4687(7) ?,α=90°,β=106.975(4)°,γ=90°,V=2587.31(18) ?3,Z=8,Dc=1.517 mg/m3. The final R value isR1=0.0294,wR2=0.0691 [I( 2((I)],F(000)=1208.0. This complex is 1D chain structure, which is further connected to a 2D layer structure through H bond interactions. And the ultimate 3D framework is stabilized byπ-πstacking interactions.

Cd(II); 1,4-bis(1H-benzimidazol-1-yl) butene; crystal structure

2017-05-05

鞠豐陽(1980—)， 女， 河南南陽人， 碩士， 講師; 李順康(1994—)， 男， 河南洛陽人， 洛陽師范學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院2013級本科生.

O641

A

1009-4970(2017)08-0022-04