教学与科研相互融合的无机化学实验教学——Strandberg型多酸的的合成及结构表征

设计了一个本科生无机化学多酸合成的实验,即水热合成法制备Strandberg型多酸的实验,并利用X-射线单晶衍射仪进行结构表征。加深了应用化学专业学生对多酸化学研究的方法和思路以及化合物制备、测试、数据分析等相关知识点的理解,为学生撰写毕业论文,申报大学生创新项目以及今后从事科学研究奠定了基础。

两个含有Strandberg结构的“哑铃型”过渡金属配合物

采用常规合成方法得到了2个由过渡金属桥连Strandberg型钼磷酸盐阴离子的配合物:(H2biim)7H9[m-Fe(H2O)4(P2Mo5O23)2].10H2O(1)和(H2biim)7H10[m-Mn(H2O)4(P2Mo5O23)2].10H2O(2)(H2biim=2,2′-联咪唑).通过单晶X-射线衍射分析、元素分析、IR光谱及电化学分析等方法进行了表征.结构分析表明:化合物1和2为同构化合物,属于三斜晶系,Pī空间群.分子中2个{P2Mo5}单元以过渡金属离子为反演对称中心位居两侧构成似"哑铃型"的结构,并通过氢键与联咪唑分子构筑成三维孔道结构.

咪唑基阳离子-Strandberg型钼磷酸盐的合成及电催化活性探讨

利用常规和水热合成法得到2个咪唑基阳离子-Strandberg型钼磷酸盐的有机-无机杂化化合物,H8(H2biim)5[(HPO4)2Mo5O15]2.4H2O(1)和H4(Hbeim)5[(HPO4)2Mo5O15].4H2O(2)(H2biim=2,2′-联咪唑;Hbeim=苯并咪唑).通过IR光谱、ICP、元素分析、CV和单晶X-射线衍射分析进行了表征,并研究了该杂化材料对H2O2还原的电催化活性.结果表明,化合物1和2在酸性条件下对H2O2具有电催化还原作用.分子间通过多阴离子单元与有机物基团间的静电作用、N—H…O和O—H…O氢键作用形成无限的三维网络结构.

Strandberg型磷钼氧酸盐[Co(en)_3]_2[P_2Mo_5O_(23)]·3H_2O催化合成阿司匹林的研究

目的:研究Strandberg型磷钼氧酸盐[Co(en)3]2[P2Mo5O23]·3H2O单晶体催化合成阿司匹林的催化性能。方法:采用水热合成法制备[Co(en)3]2[P2Mo5O23]·3H2O单晶体化合物;以阿司匹林产率为考察指标,选用L25(53)表进行正交试验其催化合成阿司匹林的性能进行研究;利用显色法、熔点法、核磁共振氢谱法对催化产物进行结构鉴定。结果:确定了[Co(en)3]2[P2Mo5O23]·3H2O单晶体化合物催化合成阿司匹林的最佳工艺条件为:催化剂用量0.15g,反应时间30min,反应温度90℃。结论:[Co(en)3]2[P2Mo5O23]·3H2O单晶体化合物能够高效地催化合成阿司匹林,并且具有无污染、低成本、可循环再生使用等优点。

Strandberg型苯基膦钼酸-联咪唑荷移盐的合成及催化性能

苯基膦酸(C6H5PO3H2)作为磷源,在温和条件下与Na2MoO4·2H2O、2,2′-联咪唑(H2biim)反应,并借助H2biim质子化后形成的有机阳离子[H3biim]^+和杂多阴离子[(PhP)2Mo5O15]^4-(PhP=C6H5PO3)之间的电中和作用,在弱酸性水溶液中缓慢晶化,形成了1例以PhP为中心的Strandberg型苯基膦钼酸-联咪唑荷移盐(H3biim)4[(PhP)2Mo5O15]·H2O(1).利用单晶和粉末X射线衍射(SCXRD和PXRD)分析、元素分析、红外(IR)光谱等手段对化合物1进行了表征,并通过热重-差热分析(TG-DTA)考察了其热稳定性.以酸催化合成环己酮乙二醇缩酮为反应模型,探讨了化合物1的酸催化性能,同时考察了反应时间、反应物料比和催化剂用量对反应的影响.结果表明:化合物1作为固体多金属氧酸盐(POM)型催化剂,其催化活性高,结构稳定,可循环使用.

2维Strandberg-型钼磷酸盐合成与性质表征

2维Strandberg-型钼磷酸盐H2Cu2(en)4P2Mo5O23·3H2O通过磷酸氢二钠、钼酸铵、醋酸铜、乙二胺(en)水热反应得到,并对其进行元素分析、紫外、红外、X射线单晶衍射和热重分析等测试.单晶结构表征显示该晶体属于正交晶系,Ibca空间群:晶胞参数:a=11.344(7)10-10 m,b=15.022(10)10-10 m,c=38.52(2)10-10 m,β=90°,V=6 565(7)10-30 m3,Dc=2.681g·cm-3,Z=8,F(000)=5 136,R1=0.041 7,wR2=0.128 2.{P2Mo5O23}单元通过Mo-O-Cu化学键的连接和Cu(en)2H2O基团共享顶点氧原子连接成为1个2维平面.