具有lvt拓撲結構的三維乙酸鋅配位聚合物[Zn(CH3COO)2]的合成及晶體結構

苑 蕾

（營口理工學院， 遼寧 營口 115000）

具有lvt拓撲結構的三維乙酸鋅配位聚合物[Zn(CH3COO)2]的合成及晶體結構

苑 蕾

（營口理工學院， 遼寧 營口 115000）

利用溶劑熱脫水法合成了新型乙酸鋅配位聚合物[Zn(CH3COO)2]，通過元素分析，紅外光譜，X-射線粉末衍射和 X-射線單晶衍射對配合物的結構進行了表征。X-射線單晶衍射結果表明配合物中每個鋅與來自四個不同乙酸中的四個氧配位形成了ZnO4四面體結構進而形成了具有lvt拓撲結構的三維結構。

乙酸鋅；配位聚合物；晶體結構

有機羧酸作為配體構筑配位聚合物引起了人們極大的研究興趣，這主要因為金屬羧酸配位聚合物可能存在的磁學、催化、多孔等性質。近年來很多零維，一維，二維，三維結構的小分子羧酸鹽相繼被報道[1-5]。但具有特定拓撲結構及預期功能特性的金屬乙酸鹽卻鮮有報道。過渡金屬鋅是生命體內必不可少的重要微量元素，其在生命體內可以超分子的形式參與脂類、糖類、蛋白質及核酸的合成與降解[6]。此外鋅離子具有靈活多樣的配位方式，可與多種類型的配體發生配位，形成各種新穎空間結構的配位聚合物[7,8]。本文選擇無水乙酸作為配體和脫水劑，在溶劑熱條件下合成了一種新穎的乙酸鋅配位聚合物Zn(CH3COO)2，并對其結構進行了表征。

1 實驗部分

1.1 主要儀器和試劑

儀器：Bruker AXS-SMART APEX II單晶衍射儀，Bruker AXS-D8 Advance X 射線粉末衍射儀，Perkin-Elmer 240 型元素分析儀，FT IR TENSOR 27紅外光譜儀(4 000～400 cm-1）。

Zn(CH3COO)2·2H2O,冰醋酸均為來自于商業渠道的分析純試劑，使用前未經過處理。

1.2 [Zn(CH3COO)2]的合成

將2 mmol(0.439 0 g)Zn(CH3COO)2·2H2O溶解于10 mL冰醋酸，然后將該溶液轉移至配有20 mL聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜，擰緊，于120 ℃下反應48h。當反應釜自然冷卻到室溫后，開啟反應釜，純相的無色塊狀晶體[Zn(CH3COO)2]經過濾分離、干燥后稱重為0.202 2 g（產率約55%，以Zn計算）。元素分析（括號內為計算值,%）：C:25.89 (26.18), H:2.92(3.30)。IR（KBr壓片,cm-1）：3 435.47(m), 3 007.04(w),2 943.25(w), 1 551.22(vs),1 456.62(s),1 412.26(w), 1 034.88(m), 957.15(w), 695.90(m),610.53(m),523.08(m)。

1.3 單晶結構分析

選取尺寸大小約為0.3 mm×0.2 mm×0.3 mm的單晶，采用Bruker SMART APEX II單晶衍射儀，石墨單色器Mo Kα射線(λ=0.071 013 nm)，以φ-ω掃描方式收集衍射數據。應用 Smart程序在 2.63≤θ≤28.89范圍內共收集3 931個衍射數據，其中835個獨立衍射點(Rint=0.050 4)。所有結構計算工作均用 SHELX-97程序完成[9]。[Zn(CH3COO)2]的晶體學數據及結構修正數據在表1中列出。

表1 [Zn(CH3COO)2]的晶體學數據和結構參數Table 1 Crystallographic data of [Zn(CH3COO)2)]

2 結果與討論

2.1 [Zn(CH3COO)2] 的晶體結構：

[Zn(CH3COO)2]晶體屬四方晶系，I-42d空間群。晶體結構中，每個Zn(II)與來自4個syn-anti配位模式的醋酸配體的4個氧原子配位，形成ZnO4四面體幾何構型（圖1）。Zn(II)原子與O原子的配位鍵長在 1.93～1.97?之間，Zn-O-Zn 原子間的鍵角在102o～107o范圍內。這樣，每個Zn原子與最鄰近的四個Zn原子以4.853 ?的鍵長相連形成了單節點四連接的lvt拓撲結構（圖2）。lvt拓撲結構首先被發現在氫鍵結構中[10,11]，隨 后出現在無機[12]、無機－有機雜化[13]及金屬－有機框架結構[14,15]，其節點符號為4·4·84·84·88·88。

圖1 Zn原子的配位環境及醋酸配體的配位模式及Zn原子的四連接模式Fig.1 The coordination environment of zinc,acetate ligand and four connection mode of zinc

2.2 IR和XRD分析

2.2.1 IR分析

[Zn(CH3COO)2]的紅外光譜如圖3所示，化合物在3 435 cm-1處的吸收峰為游離醋酸分子中的-OH振動峰，2 943 cm-1處出現的為-CH3的伸縮振動峰，C=O的非對稱伸縮振動峰和對稱伸縮振動峰分別出現在1551cm-1和1 456～1 412 cm-1范圍內，在1 034 cm-1處出現C-C振動吸收峰。

圖2 Zn(CH3COO)2]的三維球棍圖及多面體結構圖Fig.2 Ball-stick diagram of 3D and polyhedral diagram of [Zn(CH3COO)2]

圖3 [Zn(CH3COO)2]的紅外光譜圖Fig.3 The infrared spectroscopy of [Zn(CH3COO)2]

2.2.2 X-射線粉末衍射分析

為了證實所合成的大宗樣品的純度，我們對其進行了X-射線粉末衍射分析。如圖4所示，化合物1的實測X-射線粉末衍射譜圖與單晶數據模擬的譜圖相一致，說明它們都具有較高的純度。

圖4 [Zn(CH3COO)2]的X射線粉末衍射Fig.4 XRD diffraction of [Zn(CH3COO)2]

3 結 論

通過溶劑熱方法合成了具有新穎結構的三維[Zn(CH3COO)2]配位聚合物，并對其進行了結構分析和性質表征。它所形成的三維lvt拓撲結構在配位聚合物是較少出現的，為今后合成具有特定拓撲結構及預期功能性配位聚合物提供了依據。X-射線粉末衍射證明其具有較高的純度，為其大規模的工業生產提供了簡單可行的方法，是獲得無水Zn(CH3COO)2晶體材料的良好途徑。

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Synthesis and Crystal Structure of a Three-dimensional(3D) Zinc(Ⅱ) Acetate Complex [Zn(CH3COO)2] With lvt Topology

YUAN Lei

（Yingkou Institute of Technology, Liaoning Yingkou 115000, China）

A novel zinc coordination polymer Zn(CH3COO)2was prepared under temperature-controlled solvo-thermal dehydration.The structure was characterized by elemental analysis,IR,XRD and single crystal X-ray diffraction.X-ray single-crystal diffractions revealed that the compound is three-dimensional(3D) frameworks.Each Zn(Ⅱ) is coordinated with four oxygen atoms from four separate acetato anions to show a ZnO4tetrahedron that exhibits the net topology of lvt.

zinc(Ⅱ) acetate；coordination polymer；crystal structure

TQ 325

A

1671-0460（2016）12-2754-03

2016-06-03

苑蕾（1983-），女，遼寧省營口市人，中級實驗師，碩士研究生，2009年畢業于遼寧師范大學無機化學專業，研究方向：從事配合物的合成工作。E-mail：183533606@qq.com。