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博碩士論文 etd-0828108-113329 詳細資訊
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論文名稱
Title
〔參吡啶〕四羰基茂鐵的合成及其配位反應之研究
Synthesis and Complexation of Cp3Fe4(CO)4(C5H4)(terpy) and Cp2Fe4(CO)4(C5H5)2(terpy)2 (terpy=2,2’;6’,2”-terpyridine)
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
119
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2008-07-22
繳交日期
Date of Submission
2008-08-28
關鍵字
Keywords
參吡啶、四羰基茂鐵
Cp4Fe4(CO)4, terpyridine
統計
Statistics
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中文摘要
本篇論文的研究目標,是將一個或兩個參吡啶和四羰基茂鐵結合在一起形成新的配位基,即Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3) (3) 和Cp2Fe4(CO)4(C5H5)2(C15H10N3)2 (9),其中Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3) (3) 已經經由X-光繞射儀解析出其單晶結構,且經過紫外光可見光吸收光譜以及循環伏安法的測定,可以得知四羰基茂鐵對參吡啶為推電子基。
將合成出的化合物3和具有發射螢光行為的金屬,如釕、鋨、銥等,進行配位反應,預期形成兩個[參吡啶]四羰基茂鐵的配位基配位到金屬上的單核金屬化合物,希望能觀察到其發光性質是否有特殊之處,並測量其電化學的行為。目前成功合成出Ru[Cp3Fe4(CO)4(C5H4)(C15H10N3)]2(PF6)2 (4) 以及Fe[Cp3Fe4(CO)4(C5H4)(C15H10N3)]2(PF6)2 (5),化合物4經發射光譜的測定,結果在室溫下並沒有發射螢光之行為,未來可持續致力於鋨、銥等合成研究。
Abstract
none
目次 Table of Contents
第一章 序論

1-1 參吡啶的合成簡介………………………………………………...1
1-2 參吡啶金屬化合物的螢光放光現象……………………………...5
1-3 參吡啶近年來的應用………………………………………….....11
1-4 四羰基茂鐵的簡介及其相關應用……………………………….15
1-5 研究合成目標…………………………………………………….18

第二章 實驗結果與討論

2-1 [參吡啶]四羰基茂鐵的合成策略以及其鑑定………………….19
2-2 [參吡啶]四羰基茂鐵和金屬配位的合成以及其鑑定……..…...38
2-3 雙[參吡啶]四羰基茂鐵的合成策略及其鑑定………………….48
2-4 紫外光可見光吸收光譜及發射光譜測定……………………….64
2-5 循環伏安法……………………………………………………….70
2-6 結論以及未來目標……………………………………………….76


第三章 實驗部分
3-1 儀器部分………………………………………………………….78
3-2 試藥來源及前處理……………………………………………….80
3-3 化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C8H6ON) (1)及
化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H13O2N2) (2)的合成………...…..82
3-4 化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3) (3)的合成............... ..........84
3-5 化合物Ru[Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3)]2 (4)的合成.................86
3-6 化合物Fe[Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3)]2 (5)的合成..................87
3-7 化合物Cp2Fe4(CO)4(C5H4)2(C8H6ON)2 (6)
化合物Cp2Fe4(CO)4(C5H4)2(C8H6ON)(C15H13O2N2) (7)
化合物Cp2Fe4(CO)4(C5H4)2(C15H13O2N2)2 (8)的合成..................88
3-8 化合物Cp2Fe4(CO)4(C5H4)2(terpy)2 (9)的合成………............…..91
3-9 循環伏安法的測定….................................………………………93
3-10 參考文獻.........................................................................................94

附錄一: 化合物3的晶體參數,鍵長(Å)和鍵角(o)………………..…A-1


圖 目

第一章 序論

【圖1-1】 (a)參吡啶結構(b)雙參吡啶配位至鐵金屬離子之結構…...2
【圖1-2】 參吡啶的合成反應式……………………………………....4
【圖1-3】 (a)含有三個2,2’-聯啶(2,2’-bipyridine)之釕金屬化合物
(b)經過苯基修飾的參吡啶釕金屬化合物……….......…....5
【圖1-4】 參吡啶上4’位置取代基…………..………………………..7
【圖1-5】 參吡啶釕金屬化合物之能階圖…..………………...…......9
【圖1-6】 參吡啶銥金屬化合物……………………………………..10
【圖1-7】 含兩個四鐵四硫的參吡啶鐵金屬簇化合物…….……….12
【圖1-8】 參吡啶應用在分子導線的研究…………………………..13
【圖1-9】 參吡啶鉑金屬化合物……………………………………..14
【圖1-10】 四羰基茂鐵的結構………………………………………..15
【圖1-11】 四羰基茂鐵合成策略圖………………………………..…16
【圖1-12】 四羰基茂鐵的循環伏安法圖譜……...……………..…….17【圖1-13】 [參吡啶]四羰基茂鐵的結構………...……………….……18


第二章 實驗結果與討論

【圖2-1】 化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C8H6ON) (1)
溶於CDCl3的1H NMR圖譜…………..…….…….….....23
【圖2-2】 化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C8H6ON) (1)
溶於CDCl3的13C NMR圖譜………...………….….…...24
【圖2-3】 化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H13O2N2) (2)
溶於CDCl3的1H NMR圖譜……………….....…………25
【圖2-4】 化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H13O2N2) (2)
溶於CDCl3的13C NMR圖譜……………......…………..26
【圖2-5】 化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C8H6ON) (1)
的FAB圖譜…………………...……………….....…….....27
【圖2-6】 化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H4)(C8H6ON) (1)的紅外線光譜…27
【圖2-7】 化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H13O2N2) (2)
的FAB圖譜………………………………….....................28【圖2-8】 化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H4) (C15H13O2N2) (2)的紅外線光
譜…………………………………………………………..28
【圖2-9】 化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3) (3)
溶於CDCl3的1H NMR圖譜……………….…………….32
【圖2-10】化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3) (3)
溶於CDCl3的13C NMR圖譜…………….…………......33
【圖2-11】化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3) (3)
溶於CDCl3的COSY圖譜……………..………….…….34
【圖2-12】化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3) (3)
的FAB圖譜………………….……………………..…….35
【圖2-13】化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3) (3)
的紅外線光譜….…………….……………………..…….35
【圖2-14】化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3) (3)
的晶體結構………………………………………………..36
【圖2-15】化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3) (3)
的側面晶體結構………………………………………......37
【圖2-16】化合物Ru[Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3)]2 [PF6]2 (4)
溶於CD3CN的1H NMR光譜圖………………………...42
【圖2-17】化合物Ru[Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3)]2 [PF6]2 (4)
溶於CD3CN的13C NMR光譜圖………………...…..….43
【圖2-18】化合物Ru[Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3)]2 [PF6]2 (4)
的ESI質譜圖……………………………………………..44

【圖2-19】化合物Ru[Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3)]2 [PF6]2 (4)
的紅外線光譜……………………………………………..44
【圖2-20】化合物Fe[Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3)]2 [PF6]2 (5)
溶於CD3CN的1H NMR光譜圖………………….…..…45
【圖2-21】化合物Fe[Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3)]2 [PF6]2 (5)
溶於CD3CN的13C NMR光譜圖…..................…………46
【圖2-22】化合物Fe[Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3)]2 [PF6]2 (5)
的ESI質譜圖……………….……………………………..47
【圖2-23】化合物Fe[Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3)]2 [PF6]2(5)
的紅外線光譜...…………….……………………………..47
【圖2-24】化合物Cp2Fe4(CO)4(C5H4)2(C8H6ON)2 (6)
溶在CDCl3的1H NMR光譜圖……………………....…..54
【圖2-25】化合物Cp2Fe4(CO)4(C5H4)2(C8H6ON)2 (6)
的FAB質譜圖……………….…………………………….55
【圖2-26】化合物Cp2Fe4(CO)4(C5H4)2(C8H6ON)(C15H13O2N2) (7)
溶在CDCl3的1H NMR光譜圖…………………………..56
【圖2-27】化合物Cp2Fe4(CO)4(C5H4)2(C8H6ON)(C15H13O2N2) (7)
溶在CDCl3的13C NMR光譜圖……….................….…....57

【圖2-28】化合物Cp2Fe4(CO)4(C5H4)2(C8H6ON)(C15H13O2N2) (7)
的FAB質譜圖……………….…………………………….58
【圖2-29】化合物Cp2Fe4(CO)4(C5H4)2(C15H13O2N2)2 (8)
溶在CDCl3的1H NMR光譜圖………………………..…59
【圖2-30】化合物Cp2Fe4(CO)4(C5H4)2(C15H13O2N2)2 (8)
溶在CDCl3的13C NMR光譜圖…………................…….60
【圖2-31】化合物Cp2Fe4(CO)4(C5H4)2(C15H13O2N2)2 (8)
的FAB質譜圖…………………………………………….61
【圖2-32】化合物Cp2Fe4(CO)4(C5H4)2(terpy)2 (9)
溶在CDCl3的1H NMR光譜圖.................………………..62
【圖2-33】化合物Cp2Fe4(CO)4(C5H4)2(terpy)2 (9)
的FAB質譜圖……………………………………………...63
【圖2-34】化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3) (3)
的UV-Visible吸收光譜圖……………................………...68
【圖2-35】化合物Ru[Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3)]2[PF6]2 (4)
的UV-Visible吸收光譜圖………………................……...68
【圖2-36】化合物Ru[Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3)]2[PF6]2 (4)
之MLCT電腦解析圖…………..........….................…….69

【圖2-37】化合物Fe[Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3)]2[PF6]2 (5)
的UV-Visible吸收光譜圖………................…….………..69
【圖2-38】化合物Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3) (3)
的氧化還原曲線圖……………................………………..73
【圖2-39】化合物Ru[Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3)]2 (4)
的氧化還原曲線圖………………………………………..74
【圖2-40】化合物Fe[Cp3Fe4(CO)4(C5H5)(C15H10N3)]2 (5)
的氧化還原曲線圖………………………………………..75
【圖2-41】[參吡啶]四羰基茂鐵的未來發展目標………………..….77














示 意 圖 目
第二章 實驗結果與討論
【示意圖1】……………………………………………………………19
【示意圖2】……………………………………………………………38
【示意圖3】……………………………………………………………48

表目
第一章 序論
【表1-1】 參吡啶釕金屬化合物4’位置不同取代基之光化學及電化學數據………………………………………………………8
參考文獻 References
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