[Nd(4-PYA)3(H2O)2]n的合成及其晶体结构 *

袁 巍， 李乐庆， 李文戈

(蚌埠医学院 化学教研室，安徽 蚌埠 233000)

具有特定拓扑结构的配位聚合物具有许多特殊的性能，在选择性催化、分子识别、超高纯度分离、光、电、磁性及半导体性质等方面显示出广阔的应用前景[1～5]。化学工作者积极探索这些聚合物的自组装、定向组装方法，选择了多种多样的有机桥联配体，构筑出大量具有新颖拓扑结构的配位聚合物。目前常选用含N, O, S和P等有较强的给电子能力的原子的有机配体和各种金属离子去构建具有新型拓扑结构的一维、二维、三维配位聚合物[6～11]。具有较强配位能力的吡啶羧酸类有机配体在设计合成配位聚合物时经常被用到，因为羧基有多种配位方式，可以与一个金属离子配位，也可以与两个或两个以上金属离子配位，另外，氮原子也可参与配位，从而构建出大量新奇结构的配聚物。

迄今为止,已报导的利用3-(4-吡啶基)丙烯酸(4-HPYA)配体合成的配聚物与稀土金属离子形成配聚物报导较少[12～14]。本文用4-HPYA和Nd(NO3)3通过水热法合成了一种新的一维链状配位聚合物[Nd(4-PYA)3(H2O)2]n(1)，其结构经IR，元素分析和X-射线单晶衍射表征。

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

Bruker VECTOR-22型红外光谱仪(KBr压片)； Perkin-Elmer 240C型元素分析;Bruker Smart Apex CCD型X-射线单晶衍射仪。

所用试剂均为市售化学纯或分析纯。

1．2 1的合成

在以聚四氟乙烯为内衬的不锈钢高压反应釜中依次加入4-HPYA 37.5 mg(0.25 mmol), Nd(NO3)3·6H2O 100 mg(0.25 mmol ), NaOH 10 mg(0.25 mmol)和去离子水10 mL,搅拌均匀后置入烘箱，于120 ℃反应72 h。自然冷却至室温得淡紫色柱状晶体1,产率70%； FT-IRν： 3 387, 3 213, 1 649, 1 541, 1 412, 1 408, 1 256, 992, 824, 744, 592 cm-1； Anal.calcd for C24H26N3O10Nd： C 43.63, H 3.94, N 6.36; found C 43.59, H 3.90, N 6.31。

1.3 晶体结构测定

2 结果与讨论

2.1 1的晶体结构

1的晶体学数据及结构修正数据见表1，主要键长和键角见表2；分子结构、一维链状结构和晶胞堆积图分别见图1，图2和图3。

表 1 1的晶体学和结构修正数据Table 1 Crystal data collection and structure refinement detail of 1

由图1可见，1由[Nd(4-PYA)3(H2O)2]单元构成。[Nd(4-PYA)3(H2O)2]单元的Nd(Ⅲ)与9个O原子配位，形成一个扭曲的多面体结构。在1的分子中存在着3个独立的3-(4-吡啶基)丙酸根(4-PYA)和两个H2O分子；Nd(Ⅲ)原子与9个O原子配位，形成一个扭曲的多面体结构，其中配位O原子7个来自4-PYA的羧基，另外两个来自配位水分子。键角在49.29(16)°(O6-Nd1-O5)～161.35(14)°(O1-Nd1-O5)；键长在0.243 1(5) nm(Nd1-O1)～0.272 3(5) nm(Nd1-O5)。

表21的主要键长和键角
Table2Selected bond lengths and bond angles of1

BondLength/ÅBondAngle/(°)BondAngle/(°)Nd1-O12.431(5)O1-Nd1-O776.77(16)O5-Nd1-O2142.86(15)Nd1-O42.508(5)O1-Nd1-O6154.49(17)O8-Nd1-O276.92(15)Nd1-O22.557(4)O7-Nd1-O684.02(15)O1-Nd1-O375.84(16)Nd1-O72.484(5)O7-Nd1-O4136.70(17)O7-Nd1-O3141.41(16)Nd1-O52.518(5)O2-Nd1-O1104.96(15) O6-Nd1-O3128.66(15)Nd1-O12.669(5)O6-Nd1-O480.59(15)O4-Nd1-O569.23(15)Nd1-O62.490(5)O1-Nd1-O579.61(16)O5-Nd1-O562.01(18)Nd1-O82.541(5)O7-Nd1-O574.21(16)O1-Nd1-O5161.35(14)Nd1-O52.723(5)O6-Nd1-O5111.28(16)O4-Nd1-O350.89(15)O4-Nd1-O574.26(15)O5-Nd1-O374.53(16)O1-Nd1-O883.52(17)O8-Nd1-O3135.01(16)O7-Nd1-O866.91(16)O2-Nd1-O375.84(15)O7-Nd1-O570.06(16)O7-Nd1-O1121.89(17)O6-Nd1-O549.29(16)O6-Nd1-O1114.56(15)O3-Nd1-O5113.11(16)O4-Nd1-O1101.30(16)O6-Nd1-O873.49(16)O5-Nd1-O1132.48(15)O4-Nd1-O8142.75(15)O8-Nd1-O167.36(16)O5-Nd1-O8140.20(16)O2-Nd1-O149.89(14)O1-Nd1-O2113.97(15)O3-Nd1-O167.69(16)O7-Nd1-O2141.02(16)O1-Nd1-O5134.37(15)O6-Nd1-O271.88(15)O8-Nd1-O5109.94(16)O4-Nd1-O269.78(15)O2-Nd1-O5111.55(14)

图 1 1的分子结构图

由图2可见，Nd原子的链接由作为三配位的4-PYA的O原子作为桥联原子，其链接方式是由两个O原子作为桥联原子一个Nd(Ⅲ)原子连接为四员环，其中一个O原子与另一个Nd(Ⅲ)原子再配位，通过这种桥联方式进而形成无限的一维链状结构。从图3可见，1中存在多种类型的氢键{O7-H7A┈N2[2.874(8) Å]， O7-H7B┈O4[2.701(7) Å]， O8-H8A┈N3[2.903(8) Å]和O8-H8B┈O3[2.752(7) Å]}，最终通过这种分子间氢键的相互作用将一维链紧密堆积成三维网状结构。

图 3 1的晶胞堆积图

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