组氨酸12-硅钨杂多酸盐超分子化合物的结构与光致变色性质

doi:10.3866/PKU.WHXB20110123

物理化学学报 >> 2011, Vol. 27 >> Issue (01): 25-31.doi: 10.3866/PKU.WHXB20110123

组氨酸12-硅钨杂多酸盐超分子化合物的结构与光致变色性质

孙德慧¹, 张吉林², 孙德新³

1. 长春工程学院理学院, 长春130012;
2. 中国科学院长春应用化学研究所, 稀土资源利用国家重点实验室, 长春130022;
3. 装甲兵技术学院, 长春130117

收稿日期:2010-07-23 修回日期:2010-10-21 发布日期:2010-12-31
通讯作者: 孙德慧 E-mail:dhsun998@gmail.com
基金资助:
国家自然科学基金(20871083)资助项目

Structure and Photochromic Properties of a Histidine Salt of 12-Silicotungstate Supramolecular Compound

SUN De-Hui¹, ZHANG Ji-Lin², SUN De-Xin³

1. Faculty of Science, Changchun Institute of Technology, Changchun 130012, P. R. China;
2. State Key Laboratory of Rare Earth Resource Utilization, Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130022, P. R. China;
3. The Amour Technology Institute of PLA, Changchun 130117, P. R. China

Received:2010-07-23 Revised:2010-10-21 Published:2010-12-31
Contact: SUN De-Hui E-mail:dhsun998@gmail.com
Supported by:
The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (20871083).

摘要/Abstract

摘要：

通过溶液法合成了一个新颖的组氨酸12-硅钨杂多酸盐((HisH₂)₂SiW₁₂O₄₀·6H₂O)单晶超分子化合物. 利用元素分析、热重-差热分析和X射线单晶衍射测试分别对其组成、热稳定性和结构进行了表征. 实验结果表明:该超分子化合物的组成为C₁₂H₃₄N₆O₅₀SiW₁₂. 空气中, 在135 °C以下稳定. 它属于单斜晶系(空间群为C2/c), 晶胞参数为a=2.44005(18) nm, b=1.29788(10) nm, c=1.86898(14) nm, β=124.0380(10)°, V=4.9048(6) nm³,Z=4 和D_c=4.465 g·cm^-3. 基于F²的最终统计: 拟合优度(GOF)=1.268, R₁=0.0344 和wR₂=0.0851 (I>2σ(I)). 该单晶超分子化合物的基本结构单元由一个[SiW₁₂O₄₀]^4-多阴离子和两个质子化的[H₂His]²⁺有机阳离子以及结晶水组成. 他们之间通过氢键的作用组装成三维网络结构. 在紫外光照射下, 样品具有光致变色性质. 通过对变色样品电子自旋共振谱的分析, 我们提出了一个可能的光致变色机理.

关键词: 超分子化合物, 多金属氧酸盐, 组氨酸, 光致变色

Abstract:

We synthesized a novel histidine salt of 12-silicotungstate supramolecular compound ((HisH₂)₂SiW₁₂O₄₀·6H₂O) by a solution method. Its composition, thermostability, and structure were characterized by elemental analysis, thermal gravimetric and differential thermal analysis (TG-DTA), and single crystal X-ray diffraction, respectively. The experimental results show that the supramolecular compound has a composition of C₁₂H₃₄N₆O₅₀SiW₁₂ and it is stable under 135 °C in air. It belongs to a monoclinic system (space group C2/c) with a=2.44005(18) nm, b=1.29788(10) nm, c=1.86898(14) nm, β=124.0380(10)°, V= 4.9048(6) nm3, Z=4, and D_c=4.465 g·cm^-3. The final statistics based on F² are goodness-of-fit (GOF) = 1.268, R₁=0.0344 and wR₂=0.0851 for (I>2σ(I)). X-ray diffraction analysis further reveals that this supramolecular compound mainly consists of polyoxometalate anions [SiW₁₂O₄₀]^4-, protonated histidine cations [HisH₂]²⁺ and lattice water. A three-dimensional (3D) network is formed through hydrogen bonding. The resulting sample shows photochromism under UV irradiation. We propose a possible photochromic mechanism by an analysis of the chromic sample′s electron spin resonance (ESR) spectrum.

Key words: Supramolecular compound, Polyoxometalate, Histidine, Photochromism

孙德慧, 张吉林, 孙德新. 组氨酸12-硅钨杂多酸盐超分子化合物的结构与光致变色性质[J]. 物理化学学报, 2011, 27(01), 25-31. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110123

SUN De-Hui, ZHANG Ji-Lin, SUN De-Xin. Structure and Photochromic Properties of a Histidine Salt of 12-Silicotungstate Supramolecular Compound[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27(01), 25-31. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110123

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB20110123

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2011/V27/I01/25

参考文献

1 Akutagawa, T.; Endo, D.; Noro, S. I.; Cronin, L.; Nakamura, T. Coordin. Chem. Rev., 2007, 251(21-24): 2547
2 Rhule, J. T.; Hill, C. L.; Judd, D. A. Chem. Rev., 1998, 98(1): 327
3 Wang, E. B.; Hu, C.W.; Xu, L. Introduction to polyacid hemistry. Beijing: Chemical Industry Press, Beijing, 1998: 146
[王恩波, 胡长文, 许林. 多酸化学导论. 北京: 北京化学工业出版社, 1998: 146]
4 Inoue, M.; Suzuki, T.; Fujita, Y.; Oda, M.; Matsumoto, N.; Yamaze, T. J. Inorg. Biochem., 2006, 100(7): 1225
5 Liu, J.;Wang, E. B.; Peng, J.; Hu, C.W.; Yan, S. Z. Chem. J. Chin. Univ., 1998, 19(7): 1029
[刘杰, 王恩波, 彭军, 长文, 阎淑珍. 高等学校化学学报, 1998, 19(7): 1029]
6 Judd, D. A.; Nettle, J. H.; Nevins, N.; Snyder, J. P.; Liotta, D. C.; ang, J.; Ermolieff, J.; Schinazi, R. F.; Hill, C. L. J. Am. Chem. oc., 2001, 123(5): 886
7 Liu, J. H.; Xin, M. H.;Wang, E. B.; Peng, J.; Bi, L. H. Chem. J. Chin. Univ., 1999, 20(9): 1343
[刘景华, 辛明红, 王恩波, 军, 毕丽华. 高等学校化学学报, 1999, 20(9): 1343]
8 Seko, A.; Yamase, T.; Yamashita, K. J. Inorg. Biochem., 2009, 103(7): 1061
9 Li, Y.; He, Y.; Luo, Y. Biochem., 2009, 48(29): 6805
10 Wang, J.; Cai, X.W.; Xiao, D. B. Chem. Res. Appl., 2008, 20(10): 1341
[王静, 蔡星伟, 肖德宝. 化学研究与应用, 2008, 20(10): 1341]
11 Liu, D.; Tian, H. Q.; Chen,W. L.; Chen, L. M.; Pang, M.;Wang, . B.; Lin, H. J. Mol. Sci., 2009, 25(3): 163
[刘丁, 谭华桥, 维琳, 陈利民, 庞敏, 王恩波, 林晖. 分子科学学报, 2009, 25(3): 163]
12 Kong, Y. M.; Peng, J.; Xue, B.; Pan, L. N.; Xin, Z. F.; Li, L.; Lu, . Chem. J. Chin. Univ., 2006, 27(5): 801
[孔育梅, 彭军, 博, 潘丽娜, 辛志峰, 李丽, 陆军. 高等学校化学学报, 2006, 27(5): 801]
13 An, H. Y.;Wang, E. B.; Xiao, D. R.; Li, Y. G.; Su, Z. M.; Xu, L. Angew. Chem. Int. Edit., 2006, 45(6): 904
14 Zhang, G.; Keita, B.; Craescu, C. T.; Miron, S.; Oliveira, P.; adjo, Louis. J. Phys. Chem. B, 2007, 111(38): 11253
15 Kortz, U.; Savelieff, M. G.; Ghali, F. Y. A.; Khalil, L. M.; aalouf, S. A.; Sinno, D. I. Angew. Chem. Int. Edit., 2002, 41(21): 4070
16 Yamase, T.; Inoue, M.; Naruke, H.; Fukaya, K. Chem. Lett., 1999, (7): 563
17 Xin, F. B.; Pope, M. T. J. Am. Chem. Soc., 1996, 118(33): 7731
18 Bareyt, S.; Piligkos, S.; Hasenknopf, B.; Gouzerh, P.; Lacôte, E.; horimbert, S.; Malacria, M. Angew. Chem. Int. Edit., 2003, 42(29): 3404
19 Kong, Y.; Pan, L.; Peng, J.; Xue, B.; Lu, J.; Dong, B. Mater. Lett., 2007, 61(11-12): 2393
20 Li, S.;Wang, E.; Tian, C.; Mao, B.; Song, Y.;Wang, C.; Xu, L. Mater. Res. Bull., 2008, 43(11): 2880
21 Kortz, U.; Vaissermann, J.; Thouvenot, R.; Gouzerh, P. Inorg. Chem., 2003, 42(4): 1135
22 Crans, D. C.; Mahroof -Tahir, M.; Anderson, O. P.; Miller, M. M. Inorg. Chem., 1994, 33(24): 5586
23 Liu, J. H.; Peng, J.;Wang, E. B.; Bi, L. H.; Guo, S. R. J. Mol. Struct., 2000, 525(1-3): 71
24 Bi, L. H.; He, Q. Z.; Jia, Q.;Wang, E. B. J. Mol. Struct., 2001, 597(1-3): 83
25 Han, Z. B.;Wang, E. B.; Luan, G. Y.; Li, Y. G.; Zhang, H.; Duan, . B.; Hu, C.W.; Hu, N. H. J. Mater. Chem., 2002, 12(4): 1169
26 Wu, P.; Zhang, J.; Xu, X.; Hao, J.; Xiao, Z.; Lv, C.; Xiao, F. J. Clust. Sci., 2010, 21(2):173
27 Sun, D.; Zhang, H.; Zhang, J.; Zheng, G.; Yu, J.; Gao, S. J. Solid tate Chem., 2007, 180(1): 393
28 Sun, D.; Zhang, H.;Wang, C.; Zhang, J.; Yu, J.; Peng, C. Chem. Lett., 2006, 35(10): 1146
29 Sun, D. H.; Zhang, J. L.; Ren, H. J.; Cui, Z. F.; Sun, D. X. Acta Phys. -Chim. Sin., 2010, 26(5): 1264
[孙德慧, 张吉林, 任慧娟, 振峰, 孙德新. 物理化学学报, 2010, 26(5): 1264]
30 Rocchiccioli-Deltcheff, C.; Fournier, M.; Franck, R.; Thouvenot, R. Inorg. Chem., 1983, 22(2): 207

[1]	张静, 王丽娜, 陈晓飞, 王玉峰, 牛成艳, 吴立新, 唐智勇. 氧化还原对Lindqvist型多金属氧簇复合物自组装的动态调控[J]. 物理化学学报, 2020, 36(9): 1912002 - .
[2]	杨海宽. 溶液自组装法构筑超分子杂化功能材料[J]. 物理化学学报, 2017, 33(3): 582 -589 .
[3]	刘莹, 孟祥光, 于卫峰, 李小红, 彭肖. 谷氨酸功能胶束温和催化水解甲基-β-D-纤维二糖苷[J]. 物理化学学报, 2013, 29(10): 2263 -2270 .
[4]	申茜, 甘霖, 刘松, 曹阳, 王振兴, 惠静姝, 郭雪峰. 通过构象诱导电感耦合机制光可逆调控有机场效应晶体管的性能[J]. 物理化学学报, 2010, 26(07): 1941 -1946 .
[5]	孙德慧, 张吉林, 任慧娟, 崔振峰, 孙德新. 4,4’-联吡啶多钼酸盐的合成、结构与变色性质[J]. 物理化学学报, 2010, 26(05): 1264 -1270 .
[6]	王金娥, 杨春. PW11/SBA-15介孔杂化材料的直接合成与表征[J]. 物理化学学报, 2010, 26(02): 515 -520 .
[7]	宗国强;吕功煊. 基于N-(9-蒽甲基)-L-组氨酸的NOR荧光逻辑门[J]. 物理化学学报, 2008, 24(10): 1902 -1906 .
[8]	罗明洪;林深;张晓凤;林月绪;刘娇华. 钒取代多金属氧酸盐/聚酰胺-胺多层膜的制备及其电催化性能[J]. 物理化学学报, 2008, 24(08): 1529 -1534 .
[9]	董相廷;何颖;闫景辉;薛勃飞;冯秀丽;洪广言. 纳米AgBr/PMMA光致变色杂化材料制备与表征[J]. 物理化学学报, 2003, 19(12): 1159 -1162 .
[10]	刘淑清;徐吉庆;孙浩然;李冬梅;曾庆新;宋玉江. 卟啉-金属氧簇超分子化合物的光谱及电催化氧还原[J]. 物理化学学报, 2001, 17(02): 128 -133 .
[11]	陈朝晖, 马颖, 姚建年. 高效率变色WO₃多聚体/1，10-DAD自组装薄膜的制备[J]. 物理化学学报, 2000, 16(12): 1057 -1061 .
[12]	管自生, 马颖, 曹亚安, 纪学海, 姚建年. 钛凝胶的光致变色和电致变色特性[J]. 物理化学学报, 2000, 16(01): 5 -8 .
[13]	陈朝晖, 姚建年. 光致变色WO₃/4,4'-BPPOBp超晶格薄膜的制备[J]. 物理化学学报, 1999, 15(10): 865 -867 .
[14]	李毅婷,周金渭,张复实,王艳乔,宋心琦. 一种逆向光致变色螺吡喃化合物的光消色关环反应机理研究[J]. 物理化学学报, 1997, 13(09): 808 -814 .
[15]	周金渭, 李毅婷, 唐应武, 赵福群, 宋心琦. 吲哚啉螺吡喃热致变色平衡常数的热测定法[J]. 物理化学学报, 1995, 11(02): 97 -100 .

组氨酸12-硅钨杂多酸盐超分子化合物的结构与光致变色性质

Structure and Photochromic Properties of a Histidine Salt of 12-Silicotungstate Supramolecular Compound

PDF

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0