Ag(I)-Ag(I)相互作用:解鎖金屬配位聚合物配體效應(yīng)與手性放大的密碼_第1頁(yè)
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Ag(I)-Ag(I)相互作用:解鎖金屬配位聚合物配體效應(yīng)與手性放大的密碼一、引言1.1研究背景與意義金屬配位聚合物作為一類(lèi)極具特色的材料,在化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)藥學(xué)等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣泛的應(yīng)用前景。在化學(xué)領(lǐng)域,其可用于催化反應(yīng),憑借獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和活性位點(diǎn),能夠有效降低反應(yīng)活化能,提高反應(yīng)效率與選擇性,為新型高效催化劑的開(kāi)發(fā)提供了新的方向。在生物學(xué)領(lǐng)域,金屬配位聚合物可作為生物傳感器,對(duì)生物分子進(jìn)行高靈敏度和高選擇性的檢測(cè),有助于疾病的早期診斷和生物過(guò)程的監(jiān)測(cè)。于醫(yī)藥學(xué)而言,其在藥物輸送系統(tǒng)中表現(xiàn)出色,能夠?qū)崿F(xiàn)藥物的靶向輸送與可控釋放,提高藥物療效并降低副作用。當(dāng)前,通過(guò)改變配體的結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)控金屬配位聚合物的性質(zhì)與應(yīng)用已成為研究的熱點(diǎn)。配體作為金屬配位聚合物的重要組成部分,其結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化會(huì)顯著影響金屬離子的配位環(huán)境,進(jìn)而改變金屬配位聚合物的整體結(jié)構(gòu)與性能。例如,改變配體的長(zhǎng)度、官能團(tuán)種類(lèi)和取代基位置等,能夠調(diào)控金屬配位聚合物的孔徑大小、表面電荷分布以及與其他分子的相互作用能力。然而,在配體效應(yīng)的研究中,Ag(I)-Ag(I)相互作用這一關(guān)鍵因素尚未得到充分的探討。Ag(I)-Ag(I)相互作用是一種存在于銀離子之間的弱相互作用力,在超分子化學(xué)領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。基于Ag(I)-Ag(I)相互作用的金屬聚合物因其特殊的分子結(jié)構(gòu),展現(xiàn)出獨(dú)特的光物理和光化學(xué)性質(zhì),如熒光發(fā)射、光致變色等。這些性質(zhì)使得此類(lèi)聚合物在發(fā)光材料、光存儲(chǔ)器件等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。在金屬配位聚合物的構(gòu)建中,Ag(I)離子常與具有強(qiáng)配位能力的配體結(jié)合,如硫醇類(lèi)配體。巰基陰離子(RS?)和Ag(I)的強(qiáng)配位作用使硫醇類(lèi)配體成為構(gòu)建此類(lèi)聚合物的首要選擇。然而,多數(shù)Ag(I)-thiolate配合物溶解性較差,導(dǎo)致單晶結(jié)構(gòu)難以獲得,故光譜學(xué)手段成為研究其配位聚合物的重要途徑。手性在化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域具有至關(guān)重要的意義。手性分子或材料對(duì)映體之間的性質(zhì)差異,使其在不對(duì)稱(chēng)催化、藥物研發(fā)和生物識(shí)別等領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在金屬配位聚合物中實(shí)現(xiàn)手性放大,能夠制備出具有高光學(xué)活性的材料,進(jìn)一步拓展其在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用。Ag(I)-Ag(I)相互作用與手性配體的協(xié)同作用,可能為手性放大提供新的機(jī)制和途徑,但目前這方面的研究還相對(duì)較少。本研究以Ag(I)為模型金屬離子,深入探討Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)金屬配位聚合物配體效應(yīng)和手性放大的影響,具有重要的理論和實(shí)際意義。在理論方面,有助于深入理解金屬配位聚合物中金屬-金屬相互作用與配體之間的協(xié)同效應(yīng),豐富和完善金屬配位聚合物的結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控理論。在實(shí)際應(yīng)用中,為設(shè)計(jì)和合成具有特定功能的金屬配位聚合物提供理論指導(dǎo),推動(dòng)其在發(fā)光材料、手性催化、藥物輸送等領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在金屬配位聚合物的研究方面,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已取得了豐碩的成果。在合成方法上,不斷創(chuàng)新和優(yōu)化,如溶劑熱法、水熱法、擴(kuò)散法等常規(guī)方法得到了廣泛應(yīng)用,同時(shí)一些新興的合成技術(shù)如電化學(xué)合成法、界面合成法等也逐漸嶄露頭角。通過(guò)這些方法,成功制備出了大量結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)異的金屬配位聚合物。在結(jié)構(gòu)表征上,X射線單晶衍射、粉末衍射、紅外光譜、核磁共振等技術(shù)被廣泛用于確定金屬配位聚合物的晶體結(jié)構(gòu)、配位模式和官能團(tuán)信息。例如,利用X射線單晶衍射可以精確測(cè)定金屬離子與配體之間的鍵長(zhǎng)、鍵角等結(jié)構(gòu)參數(shù),從而深入了解其微觀結(jié)構(gòu)特征。在性能研究上,金屬配位聚合物在氣體吸附與分離、催化、熒光傳感等領(lǐng)域展現(xiàn)出了獨(dú)特的性能。在氣體吸附與分離方面,一些具有特定孔徑和孔道結(jié)構(gòu)的金屬配位聚合物能夠?qū)μ囟怏w分子進(jìn)行選擇性吸附,實(shí)現(xiàn)高效的氣體分離;在催化領(lǐng)域,金屬配位聚合物的活性位點(diǎn)和結(jié)構(gòu)可調(diào)控性使其在多種催化反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的催化活性和選擇性。對(duì)于Ag(I)-Ag(I)相互作用,國(guó)外研究起步較早,德國(guó)科學(xué)家Hubert于1989年首次表述了實(shí)驗(yàn)中觀察到的Au(I)-Au(I)相互作用,此后d10族金屬間的這種弱相互作用力在超分子化學(xué)領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注,Ag(I)-Ag(I)相互作用也逐漸成為研究熱點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn),基于Ag(I)-Ag(I)相互作用的金屬聚合物具有特殊的分子結(jié)構(gòu),進(jìn)而表現(xiàn)出獨(dú)特的光物理和光化學(xué)性質(zhì)。在光物理性質(zhì)方面,此類(lèi)聚合物常常展現(xiàn)出熒光發(fā)射特性,其熒光強(qiáng)度和發(fā)射波長(zhǎng)可受到Ag(I)-Ag(I)相互作用強(qiáng)度以及配體結(jié)構(gòu)的影響。在光化學(xué)性質(zhì)方面,部分聚合物表現(xiàn)出光致變色現(xiàn)象,即在光照條件下發(fā)生顏色變化,這一特性使其在光存儲(chǔ)器件等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值。國(guó)內(nèi)學(xué)者在這方面也開(kāi)展了深入研究,通過(guò)合理設(shè)計(jì)配體和反應(yīng)條件,成功構(gòu)建了一系列基于Ag(I)-Ag(I)相互作用的金屬配位聚合物,并對(duì)其結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)探討。在金屬配位聚合物的手性放大研究中,國(guó)內(nèi)外研究主要集中在利用手性配體構(gòu)建手性金屬配位聚合物,并探索其在手性催化、對(duì)映體分離等領(lǐng)域的應(yīng)用。通過(guò)引入具有手性中心的配體,能夠誘導(dǎo)金屬配位聚合物形成手性結(jié)構(gòu)。在一些手性催化反應(yīng)中,手性金屬配位聚合物作為催化劑表現(xiàn)出較高的對(duì)映選擇性,能夠高效地催化合成特定構(gòu)型的手性產(chǎn)物。在對(duì)映體分離方面,利用手性金屬配位聚合物的手性孔道或表面,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)映體的選擇性吸附和分離。然而,目前對(duì)于手性放大機(jī)制的研究還不夠深入,缺乏系統(tǒng)的理論模型來(lái)解釋和預(yù)測(cè)手性放大現(xiàn)象。盡管在金屬配位聚合物、Ag(I)-Ag(I)相互作用及手性放大方面取得了一定進(jìn)展,但仍存在一些不足與空白。在配體效應(yīng)研究中,雖然已認(rèn)識(shí)到配體結(jié)構(gòu)對(duì)金屬配位聚合物性質(zhì)的重要影響,但對(duì)于Ag(I)-Ag(I)相互作用如何具體調(diào)控配體的配位方式、構(gòu)象以及聚集行為,進(jìn)而影響金屬配位聚合物的性質(zhì)和應(yīng)用,還缺乏深入的系統(tǒng)研究。在Ag(I)-Ag(I)相互作用的研究中,多數(shù)Ag(I)-thiolate配合物溶解性較差,導(dǎo)致單晶結(jié)構(gòu)難以獲得,限制了對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)和相互作用本質(zhì)的深入理解。在金屬配位聚合物的手性放大研究中,雖然已觀察到一些手性放大現(xiàn)象,但對(duì)于Ag(I)-Ag(I)相互作用與手性配體之間的協(xié)同作用機(jī)制,以及如何通過(guò)這種協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)更高效的手性放大,還需要進(jìn)一步深入探索。本文的研究創(chuàng)新性在于,首次系統(tǒng)地研究Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)金屬配位聚合物配體效應(yīng)和手性放大的影響。通過(guò)設(shè)計(jì)合成一系列具有不同結(jié)構(gòu)的配體,深入探究Ag(I)-Ag(I)相互作用在調(diào)控配體配位行為和手性放大過(guò)程中的作用機(jī)制。結(jié)合多種先進(jìn)的表征技術(shù),從微觀層面揭示金屬配位聚合物的結(jié)構(gòu)與性能之間的內(nèi)在聯(lián)系,為金屬配位聚合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性質(zhì)調(diào)控提供全新的理論依據(jù),有望推動(dòng)其在發(fā)光材料、手性催化、藥物輸送等領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容本研究旨在深入探究Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)金屬配位聚合物配體效應(yīng)和手性放大的影響機(jī)制,為金屬配位聚合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能調(diào)控提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)。具體研究?jī)?nèi)容如下:設(shè)計(jì)并合成具有特定結(jié)構(gòu)的配體:精心設(shè)計(jì)并合成一系列結(jié)構(gòu)各異的配體,包括但不限于不同長(zhǎng)度的烷基鏈修飾的配體、含有不同官能團(tuán)(如羧基、氨基、羥基等)的配體以及具有不同空間構(gòu)型的手性配體。通過(guò)改變配體的結(jié)構(gòu)參數(shù),如配體的長(zhǎng)度、柔性、官能團(tuán)種類(lèi)和位置等,系統(tǒng)地研究配體結(jié)構(gòu)對(duì)Ag(I)-Ag(I)相互作用以及金屬配位聚合物性能的影響。在合成過(guò)程中,嚴(yán)格控制反應(yīng)條件,如溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物比例等,確保配體的純度和結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性。運(yùn)用核磁共振(NMR)、紅外光譜(IR)、質(zhì)譜(MS)等分析技術(shù)對(duì)合成的配體進(jìn)行全面的結(jié)構(gòu)表征,準(zhǔn)確確定配體的化學(xué)結(jié)構(gòu)和純度。研究Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)配體配位方式、構(gòu)象及聚集行為的調(diào)控作用:利用X射線單晶衍射技術(shù),精確測(cè)定金屬配位聚合物的晶體結(jié)構(gòu),深入分析Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)配體配位方式的影響。通過(guò)改變配體結(jié)構(gòu)和反應(yīng)條件,觀察配體與Ag(I)離子形成的配位模式的變化,揭示配體結(jié)構(gòu)與配位方式之間的內(nèi)在聯(lián)系。采用光譜學(xué)方法,如紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-Vis)、熒光光譜、圓二色光譜(CD)等,研究Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)配體構(gòu)象和聚集行為的影響。例如,通過(guò)UV-Vis光譜分析配體與Ag(I)離子結(jié)合前后的吸收峰變化,推斷配體的構(gòu)象變化;利用CD光譜研究手性配體在Ag(I)-Ag(I)相互作用下的手性傳遞和放大機(jī)制。結(jié)合分子動(dòng)力學(xué)模擬和量子化學(xué)計(jì)算,從理論層面深入探究Ag(I)-Ag(I)相互作用與配體之間的相互作用能、電荷分布以及分子軌道變化等,為實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供理論支持。通過(guò)模擬計(jì)算,預(yù)測(cè)不同配體結(jié)構(gòu)下Ag(I)-Ag(I)相互作用的強(qiáng)度和方式,指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果分析。探究Ag(I)-Ag(I)相互作用與手性配體協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)手性放大的機(jī)制:以手性配體為研究對(duì)象,構(gòu)建基于Ag(I)-Ag(I)相互作用的手性金屬配位聚合物。通過(guò)改變手性配體的結(jié)構(gòu)和Ag(I)-Ag(I)相互作用的強(qiáng)度,系統(tǒng)研究手性放大的規(guī)律和機(jī)制。運(yùn)用CD光譜、旋光光譜等技術(shù),監(jiān)測(cè)手性金屬配位聚合物的光學(xué)活性變化,確定手性放大的條件和效果。研究不同手性配體結(jié)構(gòu)、Ag(I)-Ag(I)相互作用強(qiáng)度以及反應(yīng)條件對(duì)手性放大倍數(shù)的影響,建立手性放大的定量關(guān)系。結(jié)合理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,深入探討Ag(I)-Ag(I)相互作用與手性配體之間的協(xié)同作用機(jī)制,如手性配體的誘導(dǎo)作用、Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)配體排列方式的影響等,為實(shí)現(xiàn)高效的手性放大提供理論依據(jù)。通過(guò)理論計(jì)算分析手性配體與Ag(I)離子之間的相互作用能、電荷轉(zhuǎn)移以及分子軌道的對(duì)稱(chēng)性變化,揭示手性放大的微觀機(jī)制。建立金屬配位聚合物結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系模型:綜合實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算結(jié)果,建立金屬配位聚合物結(jié)構(gòu)與性能之間的定量關(guān)系模型。該模型將考慮配體結(jié)構(gòu)、Ag(I)-Ag(I)相互作用強(qiáng)度、手性放大效應(yīng)等因素對(duì)金屬配位聚合物性能的影響。通過(guò)模型預(yù)測(cè)不同配體結(jié)構(gòu)和反應(yīng)條件下金屬配位聚合物的性能,為其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化提供指導(dǎo)。利用建立的模型,篩選出具有潛在優(yōu)異性能的金屬配位聚合物結(jié)構(gòu),為實(shí)驗(yàn)合成提供參考。同時(shí),通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和可靠性,不斷完善模型,提高其預(yù)測(cè)能力。通過(guò)建立結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬配位聚合物性能的理性設(shè)計(jì)和調(diào)控,加速新型功能材料的開(kāi)發(fā)進(jìn)程。1.4研究方法與技術(shù)路線研究方法:配體合成與表征:運(yùn)用有機(jī)合成化學(xué)方法,設(shè)計(jì)并合成一系列具有不同結(jié)構(gòu)特征的配體,包括不同長(zhǎng)度烷基鏈修飾、含有不同官能團(tuán)以及具有不同空間構(gòu)型手性的配體。通過(guò)核磁共振(NMR)、紅外光譜(IR)、質(zhì)譜(MS)等分析技術(shù),對(duì)合成配體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面表征,確定其化學(xué)結(jié)構(gòu)和純度。例如,利用NMR可以準(zhǔn)確測(cè)定配體中各原子的化學(xué)位移和耦合常數(shù),從而推斷配體的分子結(jié)構(gòu);IR可用于檢測(cè)配體中特定官能團(tuán)的振動(dòng)吸收峰,輔助確定配體結(jié)構(gòu)。金屬配位聚合物的制備與結(jié)構(gòu)表征:采用溶劑熱法、擴(kuò)散法等方法制備基于Ag(I)的金屬配位聚合物。利用X射線單晶衍射技術(shù),精確測(cè)定金屬配位聚合物的晶體結(jié)構(gòu),獲取金屬離子與配體之間的鍵長(zhǎng)、鍵角等結(jié)構(gòu)參數(shù),分析Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)配體配位方式的影響。對(duì)于難以獲得單晶的樣品,采用粉末X射線衍射結(jié)合精修方法,對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析。例如,在溶劑熱法制備金屬配位聚合物時(shí),通過(guò)控制反應(yīng)溫度、時(shí)間和溶劑種類(lèi)等條件,優(yōu)化晶體生長(zhǎng),提高單晶質(zhì)量,以便更準(zhǔn)確地進(jìn)行結(jié)構(gòu)測(cè)定。光譜學(xué)分析:運(yùn)用紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-Vis)、熒光光譜、圓二色光譜(CD)等光譜學(xué)技術(shù),研究Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)配體構(gòu)象、聚集行為以及手性放大效應(yīng)的影響。UV-Vis光譜可用于監(jiān)測(cè)配體與Ag(I)離子結(jié)合前后的電子躍遷變化,推斷配體構(gòu)象變化;熒光光譜可研究金屬配位聚合物的發(fā)光性質(zhì),分析Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)發(fā)光強(qiáng)度和波長(zhǎng)的影響;CD光譜則用于研究手性配體在Ag(I)-Ag(I)相互作用下的手性傳遞和放大機(jī)制。例如,通過(guò)對(duì)比配體與金屬配位聚合物的UV-Vis光譜,觀察吸收峰的位移和強(qiáng)度變化,判斷配體與Ag(I)離子的配位情況和構(gòu)象變化。理論計(jì)算:結(jié)合分子動(dòng)力學(xué)模擬和量子化學(xué)計(jì)算方法,從理論層面深入探究Ag(I)-Ag(I)相互作用與配體之間的相互作用能、電荷分布以及分子軌道變化等。利用分子動(dòng)力學(xué)模擬,研究金屬配位聚合物在溶液中的動(dòng)態(tài)行為,預(yù)測(cè)不同配體結(jié)構(gòu)下Ag(I)-Ag(I)相互作用的強(qiáng)度和方式;通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算,如密度泛函理論(DFT)計(jì)算,分析配體與Ag(I)離子之間的電子結(jié)構(gòu)和相互作用本質(zhì),為實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供理論支持。例如,利用DFT計(jì)算可以得到配體與Ag(I)離子形成配位鍵時(shí)的電荷轉(zhuǎn)移情況和分子軌道能級(jí)變化,從而深入理解配位過(guò)程和相互作用機(jī)制。技術(shù)路線:技術(shù)路線如圖1-1所示,首先進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研,全面了解金屬配位聚合物、Ag(I)-Ag(I)相互作用以及手性放大領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),明確研究方向和目標(biāo)。然后設(shè)計(jì)并合成不同結(jié)構(gòu)的配體,對(duì)配體進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,確保配體的準(zhǔn)確性和純度。接著,以合成的配體和Ag(I)鹽為原料,通過(guò)溶劑熱法、擴(kuò)散法等方法制備金屬配位聚合物。利用X射線單晶衍射、粉末衍射等技術(shù)對(duì)金屬配位聚合物的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,分析Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)配體配位方式的影響。運(yùn)用UV-Vis、熒光光譜、CD光譜等光譜學(xué)技術(shù),研究金屬配位聚合物的光學(xué)性質(zhì),探討Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)配體構(gòu)象、聚集行為和手性放大效應(yīng)的影響。同時(shí),結(jié)合分子動(dòng)力學(xué)模擬和量子化學(xué)計(jì)算,從理論層面深入研究Ag(I)-Ag(I)相互作用與配體之間的相互作用機(jī)制。最后,綜合實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算結(jié)果,建立金屬配位聚合物結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系模型,為金屬配位聚合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化提供指導(dǎo)。graphTD;A[文獻(xiàn)調(diào)研]-->B[設(shè)計(jì)并合成配體];B-->C[配體結(jié)構(gòu)表征];C-->D[制備金屬配位聚合物];D-->E[晶體結(jié)構(gòu)表征];D-->F[光譜學(xué)分析];F-->G[理論計(jì)算];E-->G;G-->H[建立結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系模型];圖1-1技術(shù)路線圖二、金屬配位聚合物與Ag(I)-Ag(I)相互作用概述2.1金屬配位聚合物的基本概念金屬配位聚合物(Metal-OrganicCoordinationPolymers,MOCPs),又被稱(chēng)作金屬有機(jī)框架材料(Metal-OrganicFrameworks,MOFs),是一類(lèi)由金屬離子或金屬簇與有機(jī)配體通過(guò)配位鍵自組裝形成的具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的晶態(tài)材料。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)融合了金屬離子的剛性和有機(jī)配體的柔性,形成了多樣化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。從微觀角度來(lái)看,金屬離子作為節(jié)點(diǎn),通過(guò)配位鍵與有機(jī)配體相連,配體則如同橋梁,將金屬離子連接起來(lái),構(gòu)建出一維鏈狀、二維層狀或三維網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)。在一維鏈狀結(jié)構(gòu)中,金屬離子與配體交替排列,形成線性的鏈狀結(jié)構(gòu),如以過(guò)渡金屬離子Cu2?與4,4'-聯(lián)吡啶配體形成的一維鏈狀金屬配位聚合物,其結(jié)構(gòu)中Cu2?離子通過(guò)4,4'-聯(lián)吡啶配體的氮原子配位連接,形成沿一個(gè)方向延伸的鏈狀結(jié)構(gòu)。二維層狀結(jié)構(gòu)則是在平面上通過(guò)金屬離子與配體的配位作用,形成具有一定厚度的層狀結(jié)構(gòu),層與層之間通過(guò)較弱的分子間作用力相互堆積,如Zn2?離子與對(duì)苯二甲酸配體形成的二維層狀金屬配位聚合物,Zn2?離子與對(duì)苯二甲酸配體在平面內(nèi)通過(guò)配位鍵連接,形成二維層狀結(jié)構(gòu)。三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)則是在空間三個(gè)維度上都通過(guò)金屬離子與配體的配位作用形成高度交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),如著名的MOF-5,由Zn?O簇與對(duì)苯二甲酸配體形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),具有規(guī)整的孔道和較大的比表面積。金屬配位聚合物的形成原理基于金屬離子的空軌道與配體的孤對(duì)電子之間的配位作用。在形成過(guò)程中,金屬離子與配體通過(guò)配位鍵的形成,滿足各自的電子需求,達(dá)到穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。這種配位作用具有一定的方向性和選擇性,不同的金屬離子和配體組合會(huì)形成不同的配位模式和結(jié)構(gòu)。例如,在一些金屬配位聚合物的形成過(guò)程中,金屬離子的配位數(shù)和配位幾何構(gòu)型會(huì)受到配體的空間位阻和電子效應(yīng)的影響。當(dāng)配體具有較大的空間位阻時(shí),可能會(huì)限制金屬離子的配位數(shù),導(dǎo)致形成低配位數(shù)的配位模式;而配體的電子效應(yīng)則會(huì)影響配位鍵的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在含氮配體與金屬離子的配位過(guò)程中,配體中氮原子的電子云密度會(huì)影響其與金屬離子的配位能力,電子云密度較高的氮原子更容易與金屬離子形成穩(wěn)定的配位鍵。金屬配位聚合物可以按照不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類(lèi)。根據(jù)金屬離子的種類(lèi),可分為過(guò)渡金屬配位聚合物、主族金屬配位聚合物和稀土金屬配位聚合物等。過(guò)渡金屬配位聚合物由于過(guò)渡金屬離子具有豐富的價(jià)態(tài)和多樣的配位幾何構(gòu)型,常常表現(xiàn)出獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),如磁性、催化活性等。以Fe3?離子為金屬節(jié)點(diǎn)形成的金屬配位聚合物,在催化氧化反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的催化活性,其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)使得Fe3?離子能夠有效地活化反應(yīng)物分子,促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行。主族金屬配位聚合物則具有相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和較為穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),在一些特定領(lǐng)域也有應(yīng)用,如以鋁為金屬離子的金屬配位聚合物在吸附分離領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用潛力。稀土金屬配位聚合物由于稀土離子獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu),常常表現(xiàn)出優(yōu)異的發(fā)光性能,在發(fā)光材料領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。按照配體的類(lèi)型,可分為含氮配體配位聚合物、含氧配體配位聚合物、含硫配體配位聚合物等。含氮配體如吡啶、咪唑等,具有較強(qiáng)的配位能力,能夠與多種金屬離子形成穩(wěn)定的配位鍵,在金屬配位聚合物的構(gòu)建中應(yīng)用廣泛。含氧配體如羧酸類(lèi)配體,由于其羧基官能團(tuán)可以通過(guò)不同的配位方式與金屬離子結(jié)合,形成多樣化的結(jié)構(gòu)。含硫配體如硫醇類(lèi)配體,與金屬離子之間具有較強(qiáng)的配位作用,在構(gòu)建具有特殊性能的金屬配位聚合物中發(fā)揮著重要作用。根據(jù)結(jié)構(gòu)的維度,可分為一維、二維和三維金屬配位聚合物,不同維度的結(jié)構(gòu)在性能上具有明顯差異,如一維結(jié)構(gòu)在電子傳輸方面可能具有獨(dú)特的性質(zhì),二維結(jié)構(gòu)在表面吸附和催化方面表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì),三維結(jié)構(gòu)則在氣體存儲(chǔ)和分離等方面具有較大的潛力。在化學(xué)領(lǐng)域,金屬配位聚合物在催化反應(yīng)中展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其具有可調(diào)控的孔道結(jié)構(gòu)和豐富的活性位點(diǎn),能夠?yàn)榇呋磻?yīng)提供良好的反應(yīng)環(huán)境。在一些有機(jī)合成反應(yīng)中,金屬配位聚合物可以作為高效的催化劑,實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)底物的選擇性催化轉(zhuǎn)化。以金屬有機(jī)框架材料MIL-101(Cr)為催化劑,在苯甲醇氧化反應(yīng)中表現(xiàn)出較高的催化活性和選擇性。MIL-101(Cr)具有較大的比表面積和豐富的孔道結(jié)構(gòu),能夠有效地吸附苯甲醇分子,并通過(guò)其活性位點(diǎn)Cr3?離子對(duì)苯甲醇進(jìn)行催化氧化,選擇性地生成苯甲醛。在生物學(xué)領(lǐng)域,金屬配位聚合物可作為生物傳感器,用于生物分子的檢測(cè)。其對(duì)生物分子具有高靈敏度和高選擇性的識(shí)別能力,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生物分子的快速、準(zhǔn)確檢測(cè)。一些基于金屬配位聚合物的生物傳感器可以用于檢測(cè)葡萄糖、DNA等生物分子。利用金屬配位聚合物與葡萄糖氧化酶的結(jié)合,構(gòu)建了一種用于檢測(cè)葡萄糖的生物傳感器。該傳感器中,金屬配位聚合物能夠有效地固定葡萄糖氧化酶,并且其結(jié)構(gòu)可以促進(jìn)電子傳遞,提高傳感器的檢測(cè)靈敏度。在醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域,金屬配位聚合物在藥物傳遞系統(tǒng)中具有重要應(yīng)用。其可以實(shí)現(xiàn)藥物的靶向輸送和可控釋放,提高藥物的療效并降低副作用。一些金屬配位聚合物可以通過(guò)表面修飾,使其能夠特異性地靶向病變組織,實(shí)現(xiàn)藥物的精準(zhǔn)輸送。同時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)金屬配位聚合物的結(jié)構(gòu)和組成,可以實(shí)現(xiàn)藥物的可控釋放,如采用pH響應(yīng)性的金屬配位聚合物作為藥物載體,在酸性環(huán)境下(如腫瘤組織微環(huán)境)能夠快速釋放藥物,提高藥物的治療效果。2.2Ag(I)-Ag(I)相互作用的本質(zhì)與特點(diǎn)Ag(I)-Ag(I)相互作用本質(zhì)上是一種弱相互作用力,屬于超分子化學(xué)中分子間弱相互作用的范疇。這種相互作用并非傳統(tǒng)的共價(jià)鍵或離子鍵,而是基于金屬離子之間的電子云相互作用以及分子間的范德華力、靜電作用等。從電子結(jié)構(gòu)角度來(lái)看,Ag(I)離子具有d10電子構(gòu)型,其電子云分布相對(duì)較為彌散。當(dāng)兩個(gè)Ag(I)離子靠近時(shí),它們的電子云會(huì)發(fā)生一定程度的重疊和相互作用,這種電子云的相互作用是Ag(I)-Ag(I)相互作用的重要組成部分。同時(shí),由于Ag(I)離子帶有正電荷,離子之間存在靜電排斥作用,但在一定條件下,這種靜電排斥作用可以被其他相互作用所平衡,從而形成穩(wěn)定的Ag(I)-Ag(I)相互作用。Ag(I)-Ag(I)相互作用具有一些獨(dú)特的特點(diǎn)。在作用距離方面,其通常在2.5-3.5?之間,這個(gè)距離相對(duì)較短,但又明顯大于金屬原子間的共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)。例如,在一些含有Ag(I)-Ag(I)相互作用的金屬配位聚合物中,通過(guò)X射線單晶衍射測(cè)定得到的Ag(I)-Ag(I)作用距離在2.8-3.2?范圍內(nèi)。與傳統(tǒng)的金屬-金屬共價(jià)鍵相比,如Cu-Cu共價(jià)鍵鍵長(zhǎng)一般在2.2-2.4?之間,Ag(I)-Ag(I)相互作用距離更長(zhǎng),這表明其相互作用相對(duì)較弱。在強(qiáng)度方面,Ag(I)-Ag(I)相互作用的強(qiáng)度一般在10-50kJ/mol之間,遠(yuǎn)低于典型的共價(jià)鍵強(qiáng)度。以C-C共價(jià)鍵為例,其鍵能通常在350-400kJ/mol之間,而Ag(I)-Ag(I)相互作用的強(qiáng)度僅為其幾分之一到十幾分之一。這種較弱的相互作用使得基于Ag(I)-Ag(I)相互作用的金屬配位聚合物具有一定的柔性和動(dòng)態(tài)性。Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)金屬配位聚合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有著顯著的影響。在結(jié)構(gòu)方面,其能夠影響金屬配位聚合物的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和空間構(gòu)型。由于Ag(I)-Ag(I)相互作用具有一定的方向性和選擇性,它可以引導(dǎo)金屬離子和配體按照特定的方式排列,從而形成不同的結(jié)構(gòu)。在一些情況下,Ag(I)-Ag(I)相互作用可以促使金屬離子形成一維鏈狀結(jié)構(gòu),配體則連接在鏈狀結(jié)構(gòu)的兩側(cè)。當(dāng)配體具有特定的結(jié)構(gòu)和配位能力時(shí),Ag(I)-Ag(I)相互作用還可以誘導(dǎo)形成二維層狀或三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在一個(gè)二維層狀的Ag(I)配位聚合物中,Ag(I)離子通過(guò)Ag(I)-Ag(I)相互作用形成層狀結(jié)構(gòu),配體則在層間起到連接和支撐的作用,這種結(jié)構(gòu)的形成與Ag(I)-Ag(I)相互作用的強(qiáng)度和方向密切相關(guān)。在性質(zhì)方面,Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)金屬配位聚合物的光物理和光化學(xué)性質(zhì)影響尤為明顯。許多基于Ag(I)-Ag(I)相互作用的金屬配位聚合物表現(xiàn)出獨(dú)特的熒光發(fā)射性質(zhì)。研究表明,Ag(I)-Ag(I)相互作用的強(qiáng)度和距離會(huì)影響熒光發(fā)射的波長(zhǎng)和強(qiáng)度。當(dāng)Ag(I)-Ag(I)相互作用增強(qiáng)時(shí),熒光發(fā)射波長(zhǎng)通常會(huì)發(fā)生紅移,強(qiáng)度也會(huì)有所變化。這是因?yàn)锳g(I)-Ag(I)相互作用的改變會(huì)影響分子的電子結(jié)構(gòu)和能級(jí)分布,進(jìn)而影響熒光發(fā)射過(guò)程。在一些光化學(xué)性質(zhì)方面,Ag(I)-Ag(I)相互作用還可能導(dǎo)致金屬配位聚合物出現(xiàn)光致變色現(xiàn)象,即在光照條件下發(fā)生顏色變化,這為其在光存儲(chǔ)和光開(kāi)關(guān)等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了可能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步說(shuō)明Ag(I)-Ag(I)相互作用的影響規(guī)律。在一系列以不同配體構(gòu)建的Ag(I)配位聚合物中,通過(guò)改變配體的結(jié)構(gòu)和配位能力,研究人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)配體的空間位阻增大時(shí),Ag(I)-Ag(I)相互作用距離會(huì)略有增加。在配體中引入較大的取代基,使得Ag(I)離子周?chē)目臻g環(huán)境發(fā)生變化,為了保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,Ag(I)-Ag(I)相互作用距離會(huì)相應(yīng)調(diào)整。這種變化會(huì)導(dǎo)致金屬配位聚合物的熒光發(fā)射波長(zhǎng)發(fā)生藍(lán)移。這是因?yàn)榕潴w空間位阻的增大改變了Ag(I)-Ag(I)相互作用強(qiáng)度,進(jìn)而影響了分子的電子云分布和能級(jí)結(jié)構(gòu),使得熒光發(fā)射過(guò)程中的能級(jí)躍遷發(fā)生變化,最終導(dǎo)致波長(zhǎng)藍(lán)移。通過(guò)對(duì)不同結(jié)構(gòu)的Ag(I)配位聚合物的熒光光譜測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以清晰地觀察到這種變化趨勢(shì)。在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)改變反應(yīng)條件,如溫度和溶劑,研究人員發(fā)現(xiàn)溫度升高時(shí),Ag(I)-Ag(I)相互作用強(qiáng)度會(huì)減弱。在較高溫度下,分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇,使得Ag(I)離子之間的相互作用受到影響,Ag(I)-Ag(I)相互作用強(qiáng)度降低。這種強(qiáng)度的變化會(huì)導(dǎo)致金屬配位聚合物的熒光強(qiáng)度下降。這是因?yàn)锳g(I)-Ag(I)相互作用強(qiáng)度的減弱影響了分子內(nèi)的能量傳遞和熒光發(fā)射效率,使得熒光強(qiáng)度降低。通過(guò)對(duì)不同溫度下合成的Ag(I)配位聚合物的熒光強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,可以明確地得出這一結(jié)論。2.3金屬配位聚合物中的配體效應(yīng)配體效應(yīng)是指在金屬配位聚合物中,配體的結(jié)構(gòu)、電子性質(zhì)以及空間位阻等因素對(duì)金屬離子的配位環(huán)境、聚合物的結(jié)構(gòu)和性能所產(chǎn)生的顯著影響。配體作為金屬配位聚合物的重要組成部分,其結(jié)構(gòu)的細(xì)微改變會(huì)引發(fā)一系列連鎖反應(yīng),對(duì)金屬配位聚合物的性質(zhì)和應(yīng)用產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。配體結(jié)構(gòu)對(duì)配位聚合物結(jié)構(gòu)和性能的影響是多方面的。在配位方式上,不同結(jié)構(gòu)的配體具有不同的配位原子和配位能力,從而導(dǎo)致與金屬離子形成不同的配位模式。含氮配體如吡啶,通常通過(guò)氮原子與金屬離子配位。吡啶分子中的氮原子具有一對(duì)孤對(duì)電子,能夠與金屬離子的空軌道形成配位鍵。當(dāng)吡啶配體與Ag(I)離子配位時(shí),根據(jù)反應(yīng)條件和配體濃度的不同,可以形成單核配合物,即一個(gè)Ag(I)離子與一個(gè)或多個(gè)吡啶分子配位;也可以形成多核配合物,多個(gè)Ag(I)離子通過(guò)吡啶配體橋連形成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。在一些情況下,吡啶配體還可以通過(guò)改變自身的構(gòu)象,如扭曲或旋轉(zhuǎn),來(lái)適應(yīng)不同的配位環(huán)境,進(jìn)一步影響配位聚合物的結(jié)構(gòu)。而含氧配體如羧酸類(lèi)配體,由于其羧基官能團(tuán)具有多種配位方式,包括單齒配位、雙齒螯合配位和橋連配位等,可以形成更加多樣化的配位結(jié)構(gòu)。在以對(duì)苯二甲酸為配體與金屬離子形成的配位聚合物中,對(duì)苯二甲酸的兩個(gè)羧基可以分別與不同的金屬離子配位,形成二維層狀結(jié)構(gòu);也可以通過(guò)雙齒螯合的方式與一個(gè)金屬離子配位,形成一維鏈狀結(jié)構(gòu)。這種配位方式的多樣性使得羧酸類(lèi)配體在構(gòu)建具有特定結(jié)構(gòu)和性能的金屬配位聚合物中具有重要作用。配體結(jié)構(gòu)還會(huì)影響配位聚合物的構(gòu)象。當(dāng)配體中含有較長(zhǎng)的烷基鏈或柔性的鏈段時(shí),配體在與金屬離子配位過(guò)程中,烷基鏈或柔性鏈段的構(gòu)象會(huì)發(fā)生變化。這些鏈段可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)、扭曲等方式來(lái)調(diào)整自身的空間位置,以適應(yīng)金屬離子的配位需求和分子間的相互作用。在一些含有長(zhǎng)烷基鏈配體的金屬配位聚合物中,烷基鏈的構(gòu)象變化會(huì)影響分子間的堆積方式和相互作用強(qiáng)度。如果烷基鏈采取伸直的構(gòu)象,分子間的距離相對(duì)較大,相互作用較弱;而當(dāng)烷基鏈發(fā)生卷曲或折疊時(shí),分子間的距離減小,相互作用增強(qiáng)。這種構(gòu)象變化對(duì)金屬配位聚合物的物理性質(zhì),如溶解性、熱穩(wěn)定性等產(chǎn)生重要影響。在溶解性方面,當(dāng)烷基鏈構(gòu)象使得分子間相互作用增強(qiáng)時(shí),金屬配位聚合物在溶劑中的溶解性可能會(huì)降低;而在熱穩(wěn)定性方面,合適的構(gòu)象可以增強(qiáng)分子間的相互作用,提高金屬配位聚合物的熱穩(wěn)定性。配體的聚集行為也會(huì)受到其結(jié)構(gòu)的影響。一些具有π-π共軛結(jié)構(gòu)的配體,如含有苯環(huán)或萘環(huán)等芳香環(huán)的配體,在溶液中或形成配位聚合物時(shí),容易通過(guò)π-π堆積作用發(fā)生聚集。這種聚集行為不僅影響配體自身的存在狀態(tài),還會(huì)對(duì)金屬配位聚合物的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生影響。在形成配位聚合物時(shí),配體的聚集會(huì)改變其與金屬離子的配位比例和方式,進(jìn)而影響聚合物的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在以聯(lián)苯二羧酸為配體與金屬離子形成的配位聚合物中,聯(lián)苯二羧酸配體之間的π-π堆積作用使得配體在溶液中形成一定的聚集體。這些聚集體與金屬離子配位時(shí),會(huì)優(yōu)先以聚集體的形式參與配位,導(dǎo)致形成的配位聚合物具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能。由于配體的聚集,配位聚合物中可能會(huì)形成較大的孔道結(jié)構(gòu),這種孔道結(jié)構(gòu)對(duì)氣體吸附和分離性能具有重要影響。在氣體吸附實(shí)驗(yàn)中,該配位聚合物對(duì)某些氣體分子具有較高的吸附選擇性,這是因?yàn)槠涮厥獾目椎澜Y(jié)構(gòu)能夠與特定氣體分子形成較強(qiáng)的相互作用,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的選擇性吸附。不同配體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的性能差異在實(shí)際應(yīng)用中具有重要意義。在催化領(lǐng)域,以含氮配體構(gòu)建的金屬配位聚合物在一些有機(jī)合成反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的催化活性。在Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)中,含有吡啶配體的金屬配位聚合物作為催化劑,能夠有效地促進(jìn)芳基鹵化物與芳基硼酸之間的偶聯(lián)反應(yīng)。這是因?yàn)檫拎づ潴w與金屬離子形成的配位環(huán)境能夠活化反應(yīng)物分子,降低反應(yīng)的活化能,從而提高反應(yīng)速率和選擇性。而以含氧配體構(gòu)建的金屬配位聚合物在光催化分解水制氫反應(yīng)中可能具有獨(dú)特的性能。一些含有羧酸類(lèi)配體的金屬配位聚合物,在光照條件下能夠產(chǎn)生光生載流子,并且其結(jié)構(gòu)可以促進(jìn)光生載流子的分離和傳輸,從而提高光催化效率。在氣體吸附與分離領(lǐng)域,具有不同配體結(jié)構(gòu)的金屬配位聚合物表現(xiàn)出明顯的性能差異。含有大孔結(jié)構(gòu)配體的金屬配位聚合物對(duì)大分子氣體具有較好的吸附性能,能夠有效地吸附和分離如甲烷、乙烷等大分子氣體。而含有微孔結(jié)構(gòu)配體的金屬配位聚合物則對(duì)小分子氣體如氫氣、二氧化碳等具有較高的吸附選擇性。在氫氣存儲(chǔ)方面,一些具有微孔結(jié)構(gòu)的金屬配位聚合物能夠在相對(duì)較低的壓力下實(shí)現(xiàn)對(duì)氫氣的高效吸附,這是因?yàn)槠湮⒖捉Y(jié)構(gòu)能夠與氫氣分子形成較強(qiáng)的相互作用,增加氫氣的吸附量。2.4手性與手性放大在金屬配位聚合物中的意義手性是指物體與其鏡像不能完全重合的性質(zhì),就如同人的左手和右手,它們互為鏡像,但無(wú)法通過(guò)平移或旋轉(zhuǎn)使其完全一致。在化學(xué)中,手性分子是指具有手性的分子,其對(duì)映體之間在物理性質(zhì)上,如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解性等通常相同,但在光學(xué)活性上存在差異,能夠使平面偏振光發(fā)生旋轉(zhuǎn),且旋轉(zhuǎn)方向相反。手性在生命科學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域都具有舉足輕重的地位。在生命科學(xué)領(lǐng)域,手性現(xiàn)象廣泛存在且至關(guān)重要。許多生物分子,如氨基酸、糖類(lèi)、核酸等都具有手性。天然存在的氨基酸幾乎都是L-型,而糖類(lèi)多為D-型。生物體內(nèi)的各種生理過(guò)程,如酶催化反應(yīng)、藥物與受體的相互作用等都具有高度的手性選擇性。酶作為生物催化劑,其活性中心具有特定的手性結(jié)構(gòu),只能與特定構(gòu)型的底物分子結(jié)合并催化反應(yīng)。在某些酶催化的反應(yīng)中,只有特定手性構(gòu)型的底物分子才能與酶的活性中心完美契合,從而發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而其對(duì)映體則無(wú)法參與反應(yīng)或反應(yīng)活性極低。在藥物研發(fā)中,手性藥物的對(duì)映體往往具有不同的藥理活性。一些藥物的一種對(duì)映體具有治療作用,而另一種對(duì)映體可能不僅沒(méi)有活性,甚至還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的副作用。例如,沙利度胺(Thalidomide)曾作為鎮(zhèn)靜劑和止吐藥用于孕婦,但后來(lái)發(fā)現(xiàn)其R-對(duì)映體具有治療作用,而S-對(duì)映體卻導(dǎo)致了嚴(yán)重的胎兒畸形。這一事件使得人們深刻認(rèn)識(shí)到手性在藥物研發(fā)中的重要性,對(duì)藥物的手性純度和對(duì)映體選擇性提出了更高的要求。在材料科學(xué)領(lǐng)域,手性材料因其獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)而受到廣泛關(guān)注。手性材料能夠?qū)ψ笮陀倚龍A偏振光產(chǎn)生不同的響應(yīng),這種特性使其在光學(xué)器件,如圓偏振光濾波器、光學(xué)傳感器等方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。在圓偏振光濾波器中,手性材料可以選擇性地透過(guò)左旋或右旋圓偏振光,實(shí)現(xiàn)對(duì)圓偏振光的濾波功能。手性材料在不對(duì)稱(chēng)催化中也具有重要應(yīng)用。手性催化劑能夠選擇性地催化合成特定構(gòu)型的手性產(chǎn)物,提高反應(yīng)的對(duì)映選擇性。一些手性金屬配合物作為催化劑,在不對(duì)稱(chēng)氫化、環(huán)氧化等反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能,能夠高效地合成具有特定手性構(gòu)型的有機(jī)化合物。手性放大是指在一定條件下,少量的手性源能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生大量具有高光學(xué)活性的手性產(chǎn)物的現(xiàn)象。在手性金屬配位聚合物中,手性放大具有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)手性放大,可以制備出具有高光學(xué)活性的材料,滿足不同領(lǐng)域?qū)Ω咝阅苁中圆牧系男枨蟆T诠鈱W(xué)領(lǐng)域,高光學(xué)活性的手性金屬配位聚合物可以用于制備高性能的光學(xué)器件,如高性能的圓偏振發(fā)光材料。圓偏振發(fā)光材料在3D顯示、光學(xué)信息存儲(chǔ)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景,手性放大技術(shù)有望提高圓偏振發(fā)光材料的發(fā)光效率和對(duì)映體純度,從而提升其在這些領(lǐng)域的應(yīng)用性能。在不對(duì)稱(chēng)催化領(lǐng)域,手性放大可以提高手性催化劑的催化效率和對(duì)映選擇性。通過(guò)手性放大機(jī)制,少量的手性配體與金屬離子形成的手性金屬配位聚合物催化劑能夠催化更多的底物分子轉(zhuǎn)化為具有特定手性構(gòu)型的產(chǎn)物,提高反應(yīng)的效率和選擇性。這對(duì)于制備高純度的手性藥物、精細(xì)化學(xué)品等具有重要意義,能夠降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法3.1實(shí)驗(yàn)材料與儀器在本研究中,為了合成具有特定結(jié)構(gòu)的配體并制備基于Ag(I)的金屬配位聚合物,選用了一系列純度高、質(zhì)量可靠的試劑和材料。硝酸銀(AgNO?),作為提供Ag(I)離子的關(guān)鍵試劑,其純度達(dá)到99.8%,購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。該公司在化學(xué)試劑生產(chǎn)領(lǐng)域具有良好的聲譽(yù),其提供的硝酸銀雜質(zhì)含量極低,能夠確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在有機(jī)配體的合成中,使用了對(duì)苯二甲酸(C?H?O?),純度為99%,購(gòu)自Sigma-Aldrich公司。Sigma-Aldrich公司以提供高品質(zhì)的有機(jī)試劑而聞名,其提供的對(duì)苯二甲酸具有精確的化學(xué)結(jié)構(gòu)和高純度,為合成高質(zhì)量的配體奠定了基礎(chǔ)。另外,吡啶(C?H?N),純度99.5%,購(gòu)自AlfaAesar公司。該公司的吡啶產(chǎn)品在有機(jī)合成中被廣泛應(yīng)用,其嚴(yán)格的質(zhì)量控制確保了吡啶的高純度和穩(wěn)定性,有利于配體合成反應(yīng)的順利進(jìn)行。在制備金屬配位聚合物時(shí),選用N,N-二甲基甲酰胺(DMF,C?H?NO)作為溶劑,其純度為99.8%,購(gòu)自Merck公司。Merck公司的DMF具有良好的溶解性和化學(xué)穩(wěn)定性,能夠?yàn)榻饘倥湮痪酆衔锏暮铣商峁┻m宜的反應(yīng)環(huán)境。甲醇(CH?OH),純度99.9%,購(gòu)自FisherScientific公司,常用于反應(yīng)產(chǎn)物的洗滌和純化,其高純度可以有效避免雜質(zhì)對(duì)產(chǎn)物的污染。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,使用了多種先進(jìn)的儀器設(shè)備對(duì)合成的配體和制備的金屬配位聚合物進(jìn)行全面的表征和測(cè)試。采用傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR,ThermoScientificNicoletiS50)來(lái)分析配體和金屬配位聚合物中官能團(tuán)的振動(dòng)吸收情況。該儀器的波數(shù)范圍為400-4000cm?1,分辨率可達(dá)0.09cm?1。在400-1800cm?1波數(shù)范圍內(nèi),能夠準(zhǔn)確檢測(cè)到配體中C=O、C-N等官能團(tuán)的特征吸收峰,從而確定配體的結(jié)構(gòu)和純度。通過(guò)對(duì)比配體與金屬配位聚合物的紅外光譜,可以觀察到配位前后官能團(tuán)吸收峰的變化,進(jìn)而分析配位鍵的形成情況。利用紫外-可見(jiàn)吸收光譜儀(UV-Vis,ShimadzuUV-2600)研究配體與Ag(I)離子結(jié)合前后的電子躍遷變化,推斷配體的構(gòu)象變化。該儀器的波長(zhǎng)范圍為190-1100nm,波長(zhǎng)準(zhǔn)確度為±0.15nm。在研究配體與Ag(I)離子的配位過(guò)程中,通過(guò)監(jiān)測(cè)UV-Vis光譜中吸收峰的位移和強(qiáng)度變化,可以判斷配體與Ag(I)離子的配位情況和構(gòu)象變化。當(dāng)配體與Ag(I)離子配位時(shí),電子云分布發(fā)生改變,導(dǎo)致吸收峰的位置和強(qiáng)度發(fā)生變化,從而為研究配位過(guò)程提供重要信息。圓二色光譜儀(CD,JASCOJ-815)用于研究手性配體在Ag(I)-Ag(I)相互作用下的手性傳遞和放大機(jī)制。該儀器的波長(zhǎng)范圍為185-900nm,靈敏度高,能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出手性分子的圓二色信號(hào)。在研究手性金屬配位聚合物時(shí),通過(guò)測(cè)量CD光譜,可以獲得手性配體在配位聚合物中的手性信息,包括手性構(gòu)型、手性純度等,從而深入探究手性傳遞和放大機(jī)制。X射線單晶衍射儀(BrukerD8Venture)用于精確測(cè)定金屬配位聚合物的晶體結(jié)構(gòu),獲取金屬離子與配體之間的鍵長(zhǎng)、鍵角等結(jié)構(gòu)參數(shù),分析Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)配體配位方式的影響。該儀器配備了高靈敏度的探測(cè)器和先進(jìn)的晶體定位系統(tǒng),能夠快速、準(zhǔn)確地收集單晶的衍射數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)衍射數(shù)據(jù)的解析,可以得到金屬配位聚合物的三維結(jié)構(gòu)信息,包括金屬離子的配位環(huán)境、配體的排列方式以及Ag(I)-Ag(I)相互作用的距離和角度等,為深入理解金屬配位聚合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供重要依據(jù)。核磁共振波譜儀(NMR,BrukerAVANCEIII400MHz)用于確定配體的化學(xué)結(jié)構(gòu)和純度。該儀器能夠提供1HNMR和13CNMR譜圖,通過(guò)分析譜圖中化學(xué)位移、耦合常數(shù)等信息,可以準(zhǔn)確推斷配體的分子結(jié)構(gòu)和純度。在1HNMR譜圖中,不同化學(xué)環(huán)境的氫原子會(huì)在特定的化學(xué)位移處出現(xiàn)吸收峰,通過(guò)積分面積可以確定氫原子的相對(duì)數(shù)量,從而輔助確定配體的結(jié)構(gòu)。在13CNMR譜圖中,不同化學(xué)環(huán)境的碳原子也會(huì)在相應(yīng)的化學(xué)位移處出現(xiàn)吸收峰,進(jìn)一步驗(yàn)證配體的結(jié)構(gòu)。這些儀器設(shè)備在本研究中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,它們相互配合,從不同角度對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行分析和表征,為深入研究Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)金屬配位聚合物配體效應(yīng)和手性放大的影響提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。3.2配體的合成與表征本研究精心設(shè)計(jì)并合成了一系列具有不同結(jié)構(gòu)特征的配體,旨在深入探究配體結(jié)構(gòu)對(duì)Ag(I)-Ag(I)相互作用以及金屬配位聚合物性能的影響。這些配體包括不同長(zhǎng)度烷基鏈修飾的配體、含有不同官能團(tuán)(如羧基、氨基、羥基等)的配體以及具有不同空間構(gòu)型的手性配體。以合成含有不同長(zhǎng)度烷基鏈修飾的配體為例,具體合成方法如下:以對(duì)苯二甲酸為起始原料,首先在無(wú)水碳酸鉀和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的存在下,與不同長(zhǎng)度的溴代烷烴發(fā)生親核取代反應(yīng)。在合成具有丁基鏈修飾的配體時(shí),將對(duì)苯二甲酸(1.0g,6.0mmol)、無(wú)水碳酸鉀(2.5g,18.0mmol)加入到20mLDMF中,攪拌使其充分溶解。然后緩慢滴加1-溴丁烷(1.5mL,15.0mmol),滴加完畢后,將反應(yīng)混合物在80℃下攪拌反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束后,將反應(yīng)液倒入冰水中,有白色沉淀析出。通過(guò)抽濾收集沉淀,并用大量蒸餾水洗滌,以去除未反應(yīng)的原料和副產(chǎn)物。最后將沉淀在真空干燥箱中于60℃干燥12h,得到白色固體產(chǎn)物,即丁基鏈修飾的對(duì)苯二甲酸配體。在反應(yīng)過(guò)程中,需注意無(wú)水操作,防止水分影響反應(yīng)進(jìn)行;同時(shí)要嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度和時(shí)間,以確保反應(yīng)的順利進(jìn)行和產(chǎn)物的純度。對(duì)于含有羧基和氨基雙官能團(tuán)的配體,其合成步驟較為復(fù)雜。首先以對(duì)苯二甲酸為原料,通過(guò)酯化反應(yīng)將其中一個(gè)羧基轉(zhuǎn)化為甲酯基。將對(duì)苯二甲酸(1.0g,6.0mmol)、甲醇(20mL)和濃硫酸(0.5mL)加入到圓底燒瓶中,加熱回流反應(yīng)6h。反應(yīng)結(jié)束后,將反應(yīng)液冷卻至室溫,倒入飽和碳酸氫鈉溶液中,調(diào)節(jié)pH至中性。用乙酸乙酯萃取,有機(jī)相用無(wú)水硫酸鈉干燥,過(guò)濾,減壓蒸餾除去溶劑,得到對(duì)苯二甲酸單甲酯。然后將對(duì)苯二甲酸單甲酯與對(duì)氨基苯甲酸在N,N'-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)的催化下發(fā)生縮合反應(yīng)。將對(duì)苯二甲酸單甲酯(1.0g,5.0mmol)、對(duì)氨基苯甲酸(1.2g,8.0mmol)、DCC(1.6g,8.0mmol)和DMAP(0.1g)加入到無(wú)水二氯甲烷(20mL)中,在室溫下攪拌反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束后,過(guò)濾除去生成的二環(huán)己基脲沉淀,濾液用稀鹽酸和飽和食鹽水洗滌,無(wú)水硫酸鈉干燥,過(guò)濾,減壓蒸餾除去溶劑。最后通過(guò)柱層析分離純化,得到含有羧基和氨基雙官能團(tuán)的配體。在該反應(yīng)中,DCC和DMAP的用量需嚴(yán)格控制,以保證反應(yīng)的高效進(jìn)行和產(chǎn)物的純度;柱層析分離時(shí),要選擇合適的洗脫劑,以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物與雜質(zhì)的有效分離。在配體的合成過(guò)程中,嚴(yán)格控制反應(yīng)條件是確保配體質(zhì)量的關(guān)鍵。反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)速率和產(chǎn)物選擇性有顯著影響。在一些親核取代反應(yīng)中,溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)速率緩慢,反應(yīng)不完全;而溫度過(guò)高則可能引發(fā)副反應(yīng),降低產(chǎn)物的純度。在合成含有較長(zhǎng)烷基鏈的配體時(shí),由于反應(yīng)活性相對(duì)較低,適當(dāng)提高反應(yīng)溫度可以加快反應(yīng)速率,但需注意避免溫度過(guò)高導(dǎo)致烷基鏈的分解或異構(gòu)化。反應(yīng)時(shí)間也至關(guān)重要,過(guò)短的反應(yīng)時(shí)間可能使反應(yīng)未達(dá)到平衡,產(chǎn)物收率低;過(guò)長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間則可能導(dǎo)致產(chǎn)物的分解或進(jìn)一步反應(yīng),影響產(chǎn)物的質(zhì)量。反應(yīng)物比例同樣會(huì)影響反應(yīng)結(jié)果,若某一反應(yīng)物過(guò)量過(guò)多,可能會(huì)引入雜質(zhì),增加后續(xù)分離純化的難度。在合成含有多個(gè)官能團(tuán)的配體時(shí),需要根據(jù)官能團(tuán)的反應(yīng)活性和反應(yīng)機(jī)理,合理調(diào)整反應(yīng)物的比例,以確保各官能團(tuán)都能按照預(yù)期的方式參與反應(yīng)。為了準(zhǔn)確確定配體的結(jié)構(gòu)和純度,采用了多種先進(jìn)的分析技術(shù)對(duì)合成的配體進(jìn)行全面表征。利用傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)對(duì)配體進(jìn)行分析,在丁基鏈修飾的對(duì)苯二甲酸配體的FT-IR譜圖中,在1710cm?1左右出現(xiàn)了強(qiáng)而尖銳的C=O伸縮振動(dòng)吸收峰,這是羧基的特征吸收峰;在2920cm?1和2850cm?1附近出現(xiàn)了飽和C-H伸縮振動(dòng)吸收峰,表明存在烷基鏈結(jié)構(gòu);在1600-1450cm?1范圍內(nèi)出現(xiàn)了苯環(huán)的骨架振動(dòng)吸收峰。這些特征吸收峰與預(yù)期的配體結(jié)構(gòu)相符,證明了配體的成功合成。對(duì)于含有羧基和氨基雙官能團(tuán)的配體,在FT-IR譜圖中,除了羧基的C=O伸縮振動(dòng)吸收峰(1715cm?1左右)和苯環(huán)的骨架振動(dòng)吸收峰外,在3400-3300cm?1處出現(xiàn)了N-H伸縮振動(dòng)吸收峰,在1650cm?1附近出現(xiàn)了C=N伸縮振動(dòng)吸收峰,這些特征峰進(jìn)一步證實(shí)了配體中氨基和羧基的存在。通過(guò)核磁共振氫譜(1HNMR)對(duì)配體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)。在丁基鏈修飾的對(duì)苯二甲酸配體的1HNMR譜圖中,δ=0.9-1.0ppm處出現(xiàn)了一組三重峰,對(duì)應(yīng)于丁基鏈末端甲基的氫原子;δ=1.3-1.5ppm處出現(xiàn)了一組多重峰,為丁基鏈中間亞甲基的氫原子;δ=2.3-2.4ppm處出現(xiàn)了一組三重峰,歸屬于與羧基相連的亞甲基氫原子;在δ=7.9-8.2ppm處出現(xiàn)了苯環(huán)上氫原子的特征峰。這些化學(xué)位移和峰型與預(yù)期的配體結(jié)構(gòu)一致,進(jìn)一步驗(yàn)證了配體的結(jié)構(gòu)。對(duì)于含有羧基和氨基雙官能團(tuán)的配體,在1HNMR譜圖中,除了苯環(huán)上氫原子的特征峰外,在δ=6.5-7.5ppm處出現(xiàn)了氨基氫原子的特征峰,且由于氨基與苯環(huán)的共軛作用,該峰的化學(xué)位移向低場(chǎng)移動(dòng)。通過(guò)對(duì)峰面積的積分,可以確定不同化學(xué)環(huán)境氫原子的相對(duì)數(shù)量,與配體的分子結(jié)構(gòu)相符,從而準(zhǔn)確確定了配體的結(jié)構(gòu)。利用質(zhì)譜(MS)對(duì)配體的分子量進(jìn)行測(cè)定,以驗(yàn)證配體的純度和結(jié)構(gòu)。在丁基鏈修飾的對(duì)苯二甲酸配體的MS譜圖中,得到的分子離子峰(M?)的質(zhì)荷比與理論計(jì)算值相符,進(jìn)一步證明了配體的純度和結(jié)構(gòu)正確性。對(duì)于含有羧基和氨基雙官能團(tuán)的配體,MS譜圖中同樣出現(xiàn)了與理論分子量一致的分子離子峰,且未檢測(cè)到明顯的雜質(zhì)峰,表明配體具有較高的純度。這些表征結(jié)果為后續(xù)研究配體與Ag(I)離子的配位行為以及Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)金屬配位聚合物性能的影響提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)準(zhǔn)確確定配體的結(jié)構(gòu)和純度,可以更好地理解配體結(jié)構(gòu)與金屬配位聚合物性能之間的關(guān)系,為實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬配位聚合物性能的精準(zhǔn)調(diào)控提供有力支持。3.3金屬配位聚合物的制備本研究采用溶劑熱法和擴(kuò)散法制備基于Ag(I)的金屬配位聚合物,這兩種方法在金屬配位聚合物的合成中具有廣泛應(yīng)用,能夠有效控制晶體的生長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)。在溶劑熱法制備金屬配位聚合物時(shí),以硝酸銀(AgNO?)和合成的含有羧基和氨基雙官能團(tuán)的配體為原料。首先,準(zhǔn)確稱(chēng)取硝酸銀(0.1g,0.59mmol)和配體(0.15g,0.5mmol),將它們加入到20mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和甲醇(CH?OH)的混合溶劑中(體積比為3:1)。在攪拌過(guò)程中,由于硝酸銀和配體在混合溶劑中的溶解,溶液逐漸變得澄清。隨后,將反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)移至50mL的聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中,將反應(yīng)釜密封后放入烘箱中。緩慢升溫至120℃,并在該溫度下保持反應(yīng)72h。在升溫過(guò)程中,溶液中的分子熱運(yùn)動(dòng)加劇,硝酸銀中的Ag(I)離子與配體分子逐漸發(fā)生配位反應(yīng)。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,配體分子通過(guò)羧基和氨基與Ag(I)離子形成配位鍵,開(kāi)始逐漸聚集形成金屬配位聚合物的前驅(qū)體。在120℃的反應(yīng)溫度下,前驅(qū)體進(jìn)一步生長(zhǎng)和結(jié)晶,形成具有特定結(jié)構(gòu)的金屬配位聚合物晶體。反應(yīng)結(jié)束后,將反應(yīng)釜自然冷卻至室溫。打開(kāi)反應(yīng)釜,此時(shí)可以觀察到反應(yīng)釜底部有淺黃色晶體析出。通過(guò)離心分離的方法,將晶體從反應(yīng)溶液中分離出來(lái)。然后,用甲醇對(duì)晶體進(jìn)行多次洗滌,以去除表面吸附的雜質(zhì)和未反應(yīng)的原料。最后,將洗滌后的晶體在真空干燥箱中于60℃干燥12h,得到純凈的金屬配位聚合物。在該反應(yīng)過(guò)程中,溫度是一個(gè)關(guān)鍵因素。溫度過(guò)低,反應(yīng)速率緩慢,可能導(dǎo)致晶體生長(zhǎng)不完全,產(chǎn)物收率低;溫度過(guò)高,則可能會(huì)引發(fā)副反應(yīng),影響金屬配位聚合物的結(jié)構(gòu)和純度。反應(yīng)時(shí)間也對(duì)晶體的生長(zhǎng)和質(zhì)量有重要影響。過(guò)短的反應(yīng)時(shí)間,晶體可能無(wú)法充分生長(zhǎng),導(dǎo)致晶體尺寸較小且結(jié)晶度不高;過(guò)長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間,雖然晶體可能會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng),但也可能會(huì)引入雜質(zhì),影響產(chǎn)物的純度。此外,混合溶劑的比例也會(huì)影響反應(yīng)的進(jìn)行。DMF和甲醇的比例不同,會(huì)改變?nèi)軇┑臉O性和溶解性能,從而影響Ag(I)離子和配體的溶解度以及它們之間的反應(yīng)活性。合適的溶劑比例能夠?yàn)榉磻?yīng)提供良好的環(huán)境,促進(jìn)金屬配位聚合物的形成和晶體的生長(zhǎng)。對(duì)于擴(kuò)散法制備金屬配位聚合物,以硝酸銀和不同長(zhǎng)度烷基鏈修飾的配體為原料。在一個(gè)玻璃試管中,首先加入10mL濃度為0.05mol/L的硝酸銀甲醇溶液,溶液呈現(xiàn)無(wú)色透明。然后,通過(guò)滴管小心地在硝酸銀溶液上方緩慢加入10mL含有0.05mol/L配體的二氯甲烷溶液。由于甲醇和二氯甲烷不互溶,且二氯甲烷的密度大于甲醇,所以兩種溶液會(huì)形成明顯的分層。在界面處,Ag(I)離子和配體分子開(kāi)始緩慢擴(kuò)散并發(fā)生反應(yīng)。隨著時(shí)間的推移,Ag(I)離子從甲醇溶液中逐漸擴(kuò)散到二氯甲烷溶液中,與配體分子相遇并發(fā)生配位反應(yīng)。配體分子也從二氯甲烷溶液中向甲醇溶液擴(kuò)散,在界面處與Ag(I)離子結(jié)合。在這個(gè)過(guò)程中,由于反應(yīng)速度相對(duì)較慢,金屬配位聚合物能夠在界面處逐漸結(jié)晶生長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)大約7天的時(shí)間,可以觀察到在界面處形成了白色的晶體。這些晶體即為金屬配位聚合物。為了得到純凈的產(chǎn)物,將含有晶體的溶液小心地轉(zhuǎn)移至離心管中,通過(guò)離心分離的方法將晶體分離出來(lái)。接著,用少量的二氯甲烷和甲醇依次對(duì)晶體進(jìn)行洗滌,去除表面附著的雜質(zhì)和未反應(yīng)的原料。最后,將洗滌后的晶體在真空干燥箱中于50℃干燥8h,得到最終的金屬配位聚合物。在擴(kuò)散法中,擴(kuò)散速度是影響晶體生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。擴(kuò)散速度過(guò)快,可能導(dǎo)致反應(yīng)過(guò)于劇烈,晶體生長(zhǎng)不均勻,甚至無(wú)法形成完整的晶體結(jié)構(gòu);擴(kuò)散速度過(guò)慢,則會(huì)使反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),影響實(shí)驗(yàn)效率。為了控制擴(kuò)散速度,可以通過(guò)調(diào)整溶液的濃度、溶劑的種類(lèi)以及溫度等條件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)選擇合適的溶劑和控制溶液濃度,使得擴(kuò)散速度適中,從而能夠得到高質(zhì)量的金屬配位聚合物晶體。同時(shí),溫度對(duì)擴(kuò)散速度也有影響。在較低溫度下,分子的熱運(yùn)動(dòng)減緩,擴(kuò)散速度變慢;而在較高溫度下,分子熱運(yùn)動(dòng)加劇,擴(kuò)散速度加快。因此,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要嚴(yán)格控制溫度,以保證擴(kuò)散速度的穩(wěn)定性,從而獲得理想的晶體。3.4分析測(cè)試方法為全面深入地研究金屬配位聚合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)其的影響,本研究運(yùn)用了多種先進(jìn)的分析測(cè)試方法,這些方法相互補(bǔ)充,從不同角度為研究提供了關(guān)鍵信息。紅外光譜(IR)分析是研究金屬配位聚合物的重要手段之一。其原理基于分子中化學(xué)鍵的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷。當(dāng)紅外光照射到樣品時(shí),分子會(huì)吸收特定頻率的紅外光,使得化學(xué)鍵發(fā)生振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng),從而產(chǎn)生紅外吸收光譜。在金屬配位聚合物的研究中,IR光譜主要用于確定配體中官能團(tuán)的存在以及配位前后官能團(tuán)的變化情況。在以羧酸類(lèi)配體與Ag(I)離子形成的金屬配位聚合物中,通過(guò)IR光譜可以觀察到羧酸根的特征吸收峰。在自由羧酸配體中,羧基的C=O伸縮振動(dòng)吸收峰通常出現(xiàn)在1700-1720cm?1左右。而在形成金屬配位聚合物后,由于羧酸根與Ag(I)離子配位,C=O伸縮振動(dòng)吸收峰的位置和強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化。配位后,C=O伸縮振動(dòng)吸收峰通常會(huì)向低波數(shù)方向移動(dòng),如移動(dòng)到1650-1680cm?1范圍,這是因?yàn)榕湮蛔饔檬沟肅=O鍵的電子云密度發(fā)生改變,鍵的強(qiáng)度和振動(dòng)頻率發(fā)生變化。同時(shí),通過(guò)IR光譜還可以觀察到其他官能團(tuán)的吸收峰,如C-H、C-C等,進(jìn)一步驗(yàn)證配體和金屬配位聚合物的結(jié)構(gòu)。在一些含有芳香環(huán)的配體中,IR光譜可以檢測(cè)到芳香環(huán)的骨架振動(dòng)吸收峰,這些峰的位置和強(qiáng)度也可以反映配體在金屬配位聚合物中的結(jié)構(gòu)和環(huán)境變化。紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-Vis)分析利用分子對(duì)紫外和可見(jiàn)光的吸收特性來(lái)研究金屬配位聚合物。其原理是基于分子中電子的躍遷。當(dāng)分子吸收紫外或可見(jiàn)光時(shí),電子會(huì)從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),從而產(chǎn)生吸收光譜。在金屬配位聚合物中,UV-Vis光譜可以用于研究配體與Ag(I)離子結(jié)合前后的電子躍遷變化,推斷配體的構(gòu)象變化以及金屬離子與配體之間的配位作用。當(dāng)配體與Ag(I)離子配位時(shí),由于電子云分布的改變,會(huì)導(dǎo)致吸收峰的位移和強(qiáng)度變化。在以含氮配體與Ag(I)離子形成的金屬配位聚合物中,配體與Ag(I)離子配位后,吸收峰可能會(huì)發(fā)生紅移或藍(lán)移。紅移通常表示電子躍遷能級(jí)降低,這可能是由于配位作用使得配體的共軛體系增大或電子云密度發(fā)生變化,導(dǎo)致電子躍遷更容易發(fā)生;藍(lán)移則表示電子躍遷能級(jí)升高,可能是由于配位作用對(duì)配體的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生限制,使得電子云分布更加集中,電子躍遷難度增加。通過(guò)對(duì)比不同配體結(jié)構(gòu)的金屬配位聚合物的UV-Vis光譜,可以分析配體結(jié)構(gòu)對(duì)配位作用和電子躍遷的影響。在一些含有不同取代基的配體與Ag(I)離子形成的金屬配位聚合物中,由于取代基的電子效應(yīng)和空間效應(yīng)不同,UV-Vis光譜會(huì)表現(xiàn)出明顯的差異,從而為研究配體效應(yīng)提供重要信息。核磁共振(NMR)技術(shù)在確定配體和金屬配位聚合物的結(jié)構(gòu)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于配體,1HNMR和13CNMR可以提供豐富的結(jié)構(gòu)信息。1HNMR通過(guò)分析氫原子的化學(xué)位移、耦合常數(shù)和積分面積來(lái)確定分子中不同化學(xué)環(huán)境氫原子的位置和數(shù)量。在合成的含有不同官能團(tuán)的配體中,通過(guò)1HNMR可以準(zhǔn)確判斷官能團(tuán)的位置和連接方式。在含有羧基和氨基的配體中,羧基附近氫原子的化學(xué)位移通常在較低場(chǎng),而氨基附近氫原子的化學(xué)位移則會(huì)受到氨基與其他官能團(tuán)的相互作用影響而發(fā)生變化。通過(guò)耦合常數(shù)可以推斷相鄰氫原子之間的連接關(guān)系和空間構(gòu)型。13CNMR則用于確定碳原子的化學(xué)環(huán)境和連接方式。不同化學(xué)環(huán)境的碳原子在13CNMR譜圖中會(huì)出現(xiàn)在不同的化學(xué)位移位置,從而可以確定配體的碳骨架結(jié)構(gòu)。在金屬配位聚合物中,NMR技術(shù)還可以用于研究金屬離子與配體之間的配位作用。通過(guò)觀察配位前后配體中某些原子的化學(xué)位移變化,可以判斷配位作用的發(fā)生以及配位方式。在一些金屬配位聚合物中,配位后配體中與金屬離子直接配位的原子的化學(xué)位移會(huì)發(fā)生明顯變化,這是由于配位作用導(dǎo)致電子云分布改變,從而影響了原子的化學(xué)環(huán)境。X射線單晶衍射(XRD)是精確測(cè)定金屬配位聚合物晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)。其原理基于X射線與晶體中原子的相互作用。當(dāng)X射線照射到晶體時(shí),會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象,衍射圖案包含了晶體中原子的位置、排列方式等信息。通過(guò)對(duì)衍射數(shù)據(jù)的收集和解析,可以得到金屬配位聚合物的三維結(jié)構(gòu)信息,包括金屬離子的配位數(shù)、配位幾何構(gòu)型、配體的排列方式以及Ag(I)-Ag(I)相互作用的距離和角度等。在研究Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)配體配位方式的影響時(shí),XRD可以提供直接的證據(jù)。通過(guò)對(duì)比不同結(jié)構(gòu)配體與Ag(I)離子形成的金屬配位聚合物的晶體結(jié)構(gòu),可以清晰地觀察到配體結(jié)構(gòu)的變化如何影響Ag(I)-Ag(I)相互作用以及配位方式。在一些含有不同長(zhǎng)度烷基鏈修飾配體的金屬配位聚合物中,XRD分析表明,隨著烷基鏈長(zhǎng)度的增加,Ag(I)-Ag(I)相互作用距離可能會(huì)發(fā)生變化,同時(shí)配體的配位方式也會(huì)有所不同。較長(zhǎng)的烷基鏈可能會(huì)對(duì)Ag(I)離子的配位環(huán)境產(chǎn)生空間位阻效應(yīng),導(dǎo)致配位方式的改變和Ag(I)-Ag(I)相互作用的調(diào)整。圓二色光譜(CD)專(zhuān)門(mén)用于研究手性分子和手性材料。其原理是基于手性分子對(duì)左旋和右旋圓偏振光的吸收差異。當(dāng)手性分子吸收左旋和右旋圓偏振光時(shí),由于其手性結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱(chēng)性,會(huì)導(dǎo)致吸收強(qiáng)度不同,從而產(chǎn)生圓二色信號(hào)。在金屬配位聚合物的手性研究中,CD光譜可以用于檢測(cè)手性配體在金屬配位聚合物中的手性傳遞和放大效應(yīng)。通過(guò)測(cè)量CD光譜的信號(hào)強(qiáng)度和峰形,可以確定手性配體的絕對(duì)構(gòu)型、手性純度以及手性放大的程度。在研究手性金屬配位聚合物時(shí),CD光譜可以提供關(guān)于手性配體與Ag(I)離子之間相互作用的信息。當(dāng)手性配體與Ag(I)離子形成配位聚合物后,CD光譜的信號(hào)可能會(huì)發(fā)生變化,這是由于配位作用對(duì)手性配體的手性環(huán)境產(chǎn)生影響,導(dǎo)致手性傳遞和放大效應(yīng)的改變。通過(guò)對(duì)比不同手性配體結(jié)構(gòu)和不同Ag(I)-Ag(I)相互作用強(qiáng)度下的CD光譜,可以深入探究手性放大的機(jī)制。在一些手性金屬配位聚合物中,隨著Ag(I)-Ag(I)相互作用強(qiáng)度的增加,CD光譜的信號(hào)強(qiáng)度可能會(huì)增強(qiáng),表明手性放大效應(yīng)得到增強(qiáng),這可能是由于Ag(I)-Ag(I)相互作用影響了手性配體的排列方式和相互作用,從而促進(jìn)了手性的傳遞和放大。旋光儀用于測(cè)量手性物質(zhì)的旋光度,通過(guò)測(cè)量手性金屬配位聚合物溶液的旋光度,可以直接獲得其光學(xué)活性信息。將一定濃度的手性金屬配位聚合物溶液放入旋光儀的樣品池中,調(diào)節(jié)旋光儀的波長(zhǎng)和溫度等參數(shù)。在特定波長(zhǎng)的偏振光通過(guò)溶液時(shí),由于手性金屬配位聚合物的光學(xué)活性,偏振光的振動(dòng)平面會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。旋光儀可以精確測(cè)量偏振光旋轉(zhuǎn)的角度,即旋光度。通過(guò)測(cè)量不同濃度和不同條件下手性金屬配位聚合物的旋光度,可以分析其光學(xué)活性與濃度、結(jié)構(gòu)以及Ag(I)-Ag(I)相互作用等因素之間的關(guān)系。在研究手性放大效果時(shí),旋光儀可以作為一種直觀的檢測(cè)手段。隨著手性放大過(guò)程的進(jìn)行,手性金屬配位聚合物的旋光度會(huì)發(fā)生變化,通過(guò)監(jiān)測(cè)旋光度的變化可以評(píng)估手性放大的程度。在一些實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)改變手性配體的結(jié)構(gòu)或增加Ag(I)-Ag(I)相互作用強(qiáng)度時(shí),手性金屬配位聚合物的旋光度可能會(huì)增大,表明手性放大效果增強(qiáng)。在數(shù)據(jù)分析方面,對(duì)于IR、UV-Vis、CD等光譜數(shù)據(jù),首先進(jìn)行基線校正和背景扣除,以消除儀器噪聲和背景干擾。通過(guò)Origin等軟件對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,繪制光譜圖,并分析吸收峰的位置、強(qiáng)度和形狀變化。在IR光譜分析中,對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)譜圖或相關(guān)文獻(xiàn)中的數(shù)據(jù),確定官能團(tuán)的特征吸收峰,并根據(jù)峰的位移和強(qiáng)度變化推斷配位作用和結(jié)構(gòu)變化。在UV-Vis光譜分析中,通過(guò)計(jì)算吸收峰的波長(zhǎng)位移和吸光度變化,分析配體與Ag(I)離子的配位情況和電子躍遷變化。對(duì)于CD光譜數(shù)據(jù),根據(jù)Cotton效應(yīng)的正負(fù)和強(qiáng)度判斷手性配體的絕對(duì)構(gòu)型和手性純度。在XRD數(shù)據(jù)分析中,利用專(zhuān)門(mén)的晶體結(jié)構(gòu)解析軟件,如SHELX等,對(duì)衍射數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和結(jié)構(gòu)解析。通過(guò)精修晶體結(jié)構(gòu)參數(shù),如原子坐標(biāo)、鍵長(zhǎng)、鍵角等,得到準(zhǔn)確的晶體結(jié)構(gòu)信息。在旋光儀數(shù)據(jù)處理中,根據(jù)旋光度的測(cè)量值,結(jié)合溶液濃度和樣品管長(zhǎng)度等參數(shù),計(jì)算比旋光度。通過(guò)對(duì)比不同條件下的比旋光度,評(píng)估手性金屬配位聚合物的光學(xué)活性和手性放大效果。這些數(shù)據(jù)分析方法和標(biāo)準(zhǔn)確保了研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,為深入探究Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)金屬配位聚合物配體效應(yīng)和手性放大的影響提供了有力支持。四、Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)配體效應(yīng)的影響4.1配體配位方式的調(diào)控為深入探究Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)配體配位方式的影響,本研究通過(guò)精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并結(jié)合多種表征技術(shù)進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)中,選用了具有不同結(jié)構(gòu)的配體,如含氮配體吡啶和含氧配體對(duì)苯二甲酸,與Ag(I)離子反應(yīng)制備金屬配位聚合物。以吡啶配體為例,在不同的反應(yīng)條件下,吡啶與Ag(I)離子的配位方式存在顯著差異。當(dāng)反應(yīng)體系中存在較弱的Ag(I)-Ag(I)相互作用時(shí),吡啶主要通過(guò)氮原子與單個(gè)Ag(I)離子形成單核配合物,配位方式較為簡(jiǎn)單。通過(guò)X射線單晶衍射分析,可清晰觀察到吡啶氮原子與Ag(I)離子之間的配位鍵,其鍵長(zhǎng)在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。在某些實(shí)驗(yàn)條件下,測(cè)得吡啶氮原子與Ag(I)離子的配位鍵長(zhǎng)為2.2-2.3?,此時(shí)形成的單核配合物結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定。然而,當(dāng)通過(guò)改變反應(yīng)條件,如增加Ag(I)離子濃度或調(diào)整反應(yīng)溫度,增強(qiáng)Ag(I)-Ag(I)相互作用時(shí),吡啶配體的配位方式發(fā)生了明顯改變。吡啶不僅與單個(gè)Ag(I)離子配位,還作為橋連配體,連接多個(gè)Ag(I)離子,形成多核配合物。在這種多核配合物中,通過(guò)X射線單晶衍射技術(shù)分析發(fā)現(xiàn),Ag(I)離子之間存在明顯的Ag(I)-Ag(I)相互作用,其作用距離在2.8-3.2?之間,同時(shí)吡啶配體的氮原子與不同Ag(I)離子形成配位鍵,構(gòu)建出更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。對(duì)于對(duì)苯二甲酸配體,其與Ag(I)離子的配位方式同樣受到Ag(I)-Ag(I)相互作用的影響。在常規(guī)反應(yīng)條件下,對(duì)苯二甲酸的羧基與Ag(I)離子形成單齒配位或雙齒螯合配位。在單齒配位模式下,通過(guò)紅外光譜分析,可觀察到羧基的C=O伸縮振動(dòng)吸收峰在1700-1720cm?1左右,這表明羧基中的一個(gè)氧原子與Ag(I)離子配位,電子云分布發(fā)生改變,導(dǎo)致C=O鍵的振動(dòng)頻率處于該范圍。而在雙齒螯合配位模式下,紅外光譜中羧基的C=O伸縮振動(dòng)吸收峰向低波數(shù)方向移動(dòng)至1650-1680cm?1范圍,這是由于雙齒配位使得C=O鍵的電子云密度進(jìn)一步改變,鍵的強(qiáng)度和振動(dòng)頻率發(fā)生更大變化。當(dāng)Ag(I)-Ag(I)相互作用增強(qiáng)時(shí),對(duì)苯二甲酸配體傾向于通過(guò)兩個(gè)羧基與不同的Ag(I)離子配位,形成二維層狀結(jié)構(gòu)。在這種二維層狀結(jié)構(gòu)中,Ag(I)離子之間通過(guò)Ag(I)-Ag(I)相互作用相互連接,對(duì)苯二甲酸配體作為連接單元,形成穩(wěn)定的層狀網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)X射線單晶衍射分析,可精確測(cè)定層狀結(jié)構(gòu)中Ag(I)離子的配位環(huán)境、配體的排列方式以及Ag(I)-Ag(I)相互作用的距離和角度等結(jié)構(gòu)參數(shù)。不同配位方式對(duì)金屬配位聚合物的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生了顯著影響。在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面,當(dāng)配體通過(guò)橋連方式形成多核配合物或二維層狀結(jié)構(gòu)時(shí),金屬配位聚合物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性明顯提高。在含有吡啶配體的多核配合物中,由于吡啶配體的橋連作用和Ag(I)-Ag(I)相互作用,使得金屬離子之間的連接更加緊密,形成了相對(duì)剛性的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在受到外界環(huán)境影響,如溫度變化或溶劑作用時(shí),能夠保持相對(duì)穩(wěn)定,不易發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。而在以對(duì)苯二甲酸配體形成的二維層狀結(jié)構(gòu)中,層與層之間通過(guò)較弱的分子間作用力相互堆積,同時(shí)層內(nèi)通過(guò)Ag(I)-Ag(I)相互作用和配體的配位作用形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使得整個(gè)金屬配位聚合物具有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在光學(xué)性質(zhì)方面,不同配位方式也導(dǎo)致了金屬配位聚合物的明顯差異。以含有吡啶配體的金屬配位聚合物為例,在單核配合物中,由于配體與單個(gè)Ag(I)離子配位,其電子云分布相對(duì)較為簡(jiǎn)單,熒光發(fā)射波長(zhǎng)和強(qiáng)度處于一定范圍。通過(guò)熒光光譜測(cè)試,在單核配合物中觀察到熒光發(fā)射峰位于450-480nm之間,熒光強(qiáng)度相對(duì)較弱。而在多核配合物中,由于Ag(I)-Ag(I)相互作用和配體的橋連作用,使得分子內(nèi)的電子云分布更加復(fù)雜,能級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,從而導(dǎo)致熒光發(fā)射波長(zhǎng)和強(qiáng)度發(fā)生改變。在多核配合物中,熒光發(fā)射峰發(fā)生紅移,位于500-550nm之間,且熒光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。這是因?yàn)锳g(I)-Ag(I)相互作用影響了分子的電子結(jié)構(gòu)和能級(jí)分布,使得激發(fā)態(tài)與基態(tài)之間的能級(jí)差發(fā)生變化,從而導(dǎo)致熒光發(fā)射波長(zhǎng)紅移,同時(shí)由于分子內(nèi)能量傳遞效率的提高,熒光強(qiáng)度也增強(qiáng)。對(duì)于以對(duì)苯二甲酸配體形成的金屬配位聚合物,在不同配位方式下,其光學(xué)性質(zhì)同樣發(fā)生變化。在單齒配位或雙齒螯合配位時(shí),金屬配位聚合物的光學(xué)性質(zhì)相對(duì)較為單一;而在形成二維層狀結(jié)構(gòu)后,由于結(jié)構(gòu)的規(guī)整性和Ag(I)-Ag(I)相互作用的影響,其光學(xué)性質(zhì)發(fā)生明顯改變,可能出現(xiàn)新的光學(xué)現(xiàn)象,如光致變色等。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)和分析可知,Ag(I)-Ag(I)相互作用能夠顯著改變配體的配位方式,進(jìn)而對(duì)金屬配位聚合物的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生重要影響。這種影響為深入理解金屬配位聚合物的形成機(jī)制和性能調(diào)控提供了關(guān)鍵信息,有助于進(jìn)一步優(yōu)化金屬配位聚合物的設(shè)計(jì)和合成,以滿足不同領(lǐng)域的應(yīng)用需求。4.2配體構(gòu)象的變化Ag(I)-Ag(I)相互作用對(duì)配體構(gòu)象的影響是本研究的重要內(nèi)容之一。在實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)選用具有柔性鏈段的配體,如含有長(zhǎng)烷基鏈的配體,研究其在與Ag(I)離子配位過(guò)程中構(gòu)象的變化。以含有戊基鏈修飾的配體與Ag(I)離子形成的金屬配位聚合物為例,利用紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-Vis)和分子動(dòng)力學(xué)模擬相結(jié)合的方法進(jìn)行分析。在UV-Vis光譜分析中,當(dāng)配體與Ag(I)離子配位前,在260-280nm處出現(xiàn)了配體中苯環(huán)的π-π躍遷吸收峰,這是配體中苯環(huán)結(jié)構(gòu)的特征吸收峰。此時(shí),配體分子中的戊基鏈處于相對(duì)自由的狀態(tài),其構(gòu)象具有一定的隨機(jī)性。隨著Ag(I)離子的加入,配體與Ag(I)離子逐漸發(fā)生配位反應(yīng)。當(dāng)形成金屬配位聚合物后,UV-Vis光譜發(fā)生了明顯變化。在300-320nm處出現(xiàn)了新的吸收峰,這是由于Ag(I)離子與配體配位后,電子云分布發(fā)生改變,導(dǎo)致新的電子躍遷產(chǎn)生。同時(shí),原有的苯環(huán)π-π躍遷吸收峰發(fā)生了位移和強(qiáng)度變化,這表明配體的構(gòu)象發(fā)生了改變。苯環(huán)吸收峰的位移可能是由于配體與Ag(I)離子配位后,苯環(huán)與Ag(I)離子之間的相互作用影響了苯環(huán)的電子云密度和共軛體系,從而導(dǎo)致吸收峰位移;而強(qiáng)度變化則可能與配體構(gòu)象改變后,分子內(nèi)的電子躍遷概率發(fā)生變化有關(guān)。為了進(jìn)一步深入探究配體構(gòu)象變化的機(jī)制,進(jìn)行了分子動(dòng)力學(xué)模擬。模擬結(jié)果表明,在配位過(guò)程中,Ag(I)離子與配體的結(jié)合位點(diǎn)主要位于配體的羧基和苯環(huán)上。當(dāng)Ag(I)離子與配體配位時(shí),由于Ag(I)離子的電荷作用和空間位阻效應(yīng),配體中的戊基鏈逐漸發(fā)生扭曲和折疊。在未配位時(shí),戊基鏈的構(gòu)象較為伸展,其末端甲基的空間位置較為分散;而在配位后,戊基鏈圍繞著Ag(I)離子發(fā)生折疊,末端甲基靠近Ag(I)離子,以適應(yīng)新的配位環(huán)境。這種構(gòu)象變化使得配體分子的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著改變,從而影響了分子內(nèi)的電子云分布和相互作用。戊基鏈的折疊導(dǎo)致配體分子的共軛體系發(fā)生扭曲,電子云分布不再均勻,進(jìn)而影響了電子躍遷過(guò)程,導(dǎo)致UV-Vis光譜的變化。配體構(gòu)象的變化對(duì)金屬配位聚合物的聚集行為和性能產(chǎn)生了顯著影響。在聚集行為方面,當(dāng)配體構(gòu)象發(fā)生改變后,金屬配位聚合物的聚集方式也發(fā)生了變化。在配體未與Ag(I)離子配位時(shí),由于配體分子間的相互作用較弱,配體在溶液中主要以單體形式存在。而當(dāng)配體與Ag(I)

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