V-S簇合物的合成反应和晶体结构及表征

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摘要：本文主要研究了V-S簇合物的合成反应和晶体结构特征，该簇合物通过(NH4)3VS4, CuSCN和2-甲基吡啶反应合成，得到簇合物V2S6O2Cu6(2-MePy)6。通过X-ray单晶衍射测试了晶体结构。晶体学数据：单斜晶系,空间群 P21/c, a = 12.081(2) Å, b = 10.129(2) Å, c = 20.953(7) Å, β = 118.58(2)°, V = 2251.6(9) Å3, Z = 2, Dc = 1.868 mg/m3, F(000) = 1264.00, µ(Mo-Kα) = 3.490 mm-1, Mr = 1266.36, R = 0.0514, wR = 0.1012。此外通过红外、紫外对该簇合物进行了表征。64084

毕业论文关键词：V-S簇合物，合成，晶体结构

Abstract: A cluster compound V2S6O2Cu6(2-MePy)6(2-MePy = 2-methyl pyridine) was synthesized by the reaction of (NH4)3VS4, CuSCN and 2-MePy， and its structure was determined by single crystal X-ray diffraction. Crystallographic data: Monoclinic space group P21/c, Z = 2, a = 12.081(2) Å, b = 10.129(2) Å, c = 20.953(7) Å, β= 118.58°, V = 2251.6(9) Å3, Mr = 1266.36, Dc = 1.868 mg/m3, F(000)= 1264.00, µ(Mo-Kα) = 3.490 mm-1, R = 0.0514, wR = 0.1012. In addition, the cluster was characterized by infrared spectroscopy and elemental analysis.

Keyword: V-S cluster, synthesis, crystal structure

1 前言 3

2 实验部分 4

2.1 原料 4

2.2 实验设备仪器 4

2.3 实验装置图 4

2.4 (NH4)3VS4的合成 4

2.5 V2S6O2Cu6(2-MePy)6的合成 5

3 晶体结构 5

3.1 晶体结构的测定 5

3.2 晶体结构描述 7

3.3 簇合物的吸收光谱 9

3.4 簇合物的固体紫外光谱 10

结论 12

参考文献 13

致谢 14

1 前言

原子簇化学是当前化学中最引人注目的领域之一。Clusters一词最早由科顿(Cotton F. A.)于1966年提出，后被译为原子簇。原子簇的定义是凡以3个或3个以上原子直接键合构成的多面体或笼为核心，连接外围原子或基团而形成的结构单元。簇合物对于发展生命科学、实现化学仿真、寻找新材料和发现新反应具有重大科学意义。

由于含S过渡金属原子簇化合物在工业催化、生命过程、功能新材料等领域具有重要的理论和应用价值[1-2]，关于其合成、结构及催化性能的研究一直是现代化学领域的研究的重点[3-5]。含S元素金属原子簇化合物的合成和结构表征，是原子簇化学中一个引人注目的领域。至于含V硫代簇合物的研究，虽然四硫代金属酸盐被认为是一种良好的反应前驱体，利用它可以得到结构新颖、性质丰富的簇合物，且早在1890年(NH4)3VS4就被合成出来，V-S 有很好的配位能力[6]，但因为它在空气和水中很不稳定，因而对V-S在合成体系中的反应性能与其应用等方面的研究与报道并不是很多。直到80年代钒铁固氮酶[7]被发现后，人们对钒的生物特性的研究兴趣与日俱增，促使越来越多的人深入研究这一领域[8]。

无机化学和有机化学的合成基本上有规律可循，而金属原子簇化合物的合成仍未有简单的规律可循。M-S簇合物的合成，大都是由“自组装”，即由简单的配合物或无机化合物与恰当的含硫配体反应制得[9,10]。由于含有孤对电子的S是配位不饱和的，这就意着它具有和其它的化合物反应形成新的更大的原子簇的能力。我国学者对S的组装活性作了研究，发现S的组装活性随着孤对电子数的减少而降低，也随着S配位数的下降而提高。总的来说，人们还需对M-S簇合物进行更加深入的研究，相信不久的将来我们能找到它的反应规律以及更多的应用价值。