2_丙烯酰胺基_2_甲基_1_丙烷磺酸过渡金属化合物红外光谱研究

2_丙烯酰胺基_2_甲基_1_丙烷磺酸过渡金属化合物红外光谱研究 第 2 1 卷 , 第 1 期光 谱 学 不 光 谱 分 析Vo1l21 ,N1o1 ,p 11p23115 2 0 0 1 年 2 月February , 2001 Spect ro scop y and Spect ral Analysis 322丙烯酰胺基222甲基212丙烷磺酸过渡金属化合物红外光谱研究 3 3吴瑾光 孙波赵莹徐怡庄徐光宪 北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室 ,100871 北京 王笃金蔡远利徐端夫 中国科学院化学研究所 ,100080 北京 摘 要 利用 F T IR 和 X2射线粉末衍射方法研究了三种 22丙烯酰胺基222甲基212丙 烷 酸 过 渡 金 属 化 合 物 2 + 2 + 2 + ( ) Co,Ni,Cu。钴 、镍两种化合物红外光谱不铜化合物存在明显差别 。钴 、镍两种化合物红外光谱相 近 ,但晶体结构不同 。 主题词 红外光谱 , X2射线衍射 , 过渡金属化合物 11112 铜化合物的合成 采用新制备的氢氧化铜不 AM PS 水溶液反应 ,当溶液 p H前 言 ～410 时 ,过滤溶液 ,滤液于室温下自然挥发 ,十几天后得到 酰胺基和磺酸基广泛存在于生物分子和药物分子中 ,研 淡绿色铜化合物固体 。 究其不金属离子的相互作用具有重要意义 。研究明具有层 112 测试仪器 红外光谱在 Nicolet Magna 750 傅里叶变换红外光谱仪上 状结构的磷酸基化合物在化学分离和化学催化方面具有潜在 1 ～3 利用 石 蜡 油 糊 法 测 定 。X2射 线 粉 末 衍 射 在 Rigaku D/ Max2 的应用价值,因而不其有相似层状结构的芳香族磺酸金4 ～8 ( α) 2000 型 X2射线衍射仪 Cu Kl测定 。元素分析在 Carlo Erba属络合物受到人们的重规 。对于磺酸基化合物 ,当有水 1106 型微量元素分析仪上测定 。晶体结构测定在 Siemens P4分子共存时 ,磺酸根一般不不过渡金属离子配位 。22丙烯酰 λ,于 296 K 下用石墨晶体单色器 ,用 = 型四囿衍射仪上 ( ) 胺222甲基212丙烷磺酸 AM PS在许多方面有极其广泛的 应 Mo K α 用 ,对于它不金属离子的相互作用的研究尚未见报道 。本文 θω01710 73 ? 的 X2射线 ,以22扫描方式进行测定 。 2 + 2 + 2 + 对其不 Co、Ni、Cu形成的化合物进行了红外光谱和 X2 射线粉末衍射研究 。结果不讨论2 211 红外光谱 1 实验部分 2 + 2 + Co、Ni化 合 物 的 元 素 分 析 结 果 表 明 两 者 的 组 成 相 () 111 合成 同 ,即为六水合二 22丙烯酰胺222甲基212丙烷磺酸钴和六水 () 11111 钴 、镍化合物的合成合二 22丙烯酰胺222甲基212丙烷磺酸镍 。晶体结构测定表 2 + () 称取一定量的 22丙烯酰胺基222甲基212丙烷磺酸 AM PS 明钴化合物中 Co不六个水分子配位 ,为八面体结构 ; 磺酸2 + 固体 ,加水溶解 , 用氢氧化钠水溶液中和至 p H～ 610 , 过滤 。 基和酰胺基团的氧原子均不不 Co配位 ,而是不配位水分子 2 + 按 M?AM PS 摩尔比为 1?3 的比例 ,分别向新制备的 22丙烯 形成氢键 。 酰胺基222甲基212丙烷磺酸钠溶液加入金属氯化物水溶液 ,搅 不配体相比 ,钴 、镍 、铜化合物的红外光谱发生明显变化 。拌几分钟后过滤 ,滤液于室温下自然挥发 ,几天后 ,得到外观 钴 、镍和铜化合物的红外光谱见图 1 、图 2 。钴 、镍化合物红外 为草绿色片状固体的镍化合物或者适合于晶体结构测定的淡 光谱很相似 ,但不铜化合物有明显差别 。由于化合物中含有 - 1 紫色块状晶体的钴化合物 。水分子 ,红外光谱中 3 700～3 200 cm 区间出现水分子的吸 1999212231 收 ,2000205209 接受 ;孙 波 ,1958 年生 ,南开大学化学系副教授 ,博士 ( ) 3 本课题得到国家自然科学基金 No139730160 ,59733060 ,59873030,国家重点基础研究发展觃划项目“稀土功能材料的基础研究”子课题( ) ( ) G1998061311,中国科学院知识创新重大项目 No1 KJ CX12Y203资助 3 3 通讯联系人 光谱学不光谱分析第 21 卷114 νν收峰和 N —H 伸缩振动吸收峰 ,铜化合物光谱中 、 N —H O —H- 1 分别位于 3 289 和 3 375 cm 处 , 而钴 、镍化合物分别位于结论3 - 1 3 260 、3 258和 3 354 、3 348 cm 处 ; 以上差别说明铜化合物 红外光谱研究表明钴 、镍两种化合物中基团的成键情况 不钴 、镍化合物中的水分子的成键形式 、酰胺基团形成的氢键 2 + 2 + - 1 相似 ,而不铜化合物有明显差别 ,这是由于 Co、Ni两种离 有所不同 。在 1 700～1 500 cm 区间 ,三种化合物的酰胺 ? 2 + - 1 - 1 子化学性质相近 ,不 Cu差别较大 。钴 、镍化合物晶体结构 带吸收峰均由配体的 1 666 cm 向低频位移至 1 654 cm ; - 1 的差别反映了两种化合物分子在晶胞中空间堆砌方式的不 钴 、镍化合物的酰胺 ?带位于 1 553 cm ,不 AM PS 的 1 552 - 1 同 。 cm 很相 近 , 而 铜 化 合 物 中 该 吸 收 向 低 频 位 移 至 1 548 - 1 cm ,以上差别也表明铜化合物中不酰胺基团相关的氢键不 钴 、镍化合物不同 ,钴 、镍化合物相近 。- 1 不 AM PS 相比 ,三种化合物在 1 250～1 000 cm 区间出 现磺酸根的伸缩振动特征吸收峰 。铜化合物的磺酸根的反对 称振动吸收峰为三个强度几乎相同的宽吸收峰 ,而在钴 、镍化 - 1 合物中 1 168 cm 处的吸收峰强度明显降低 ; 另外 ,钴 、镍化 合物的磺酸 根 的 对 称 伸 缩 振 动 吸 收 峰 位 相 同 均 位 于 1 048 - 1 - 1 cm 处 ,而铜化合物则向低频位移至 1 044 cm ,且峰形变 宽 。钴 、镍化合物光谱的相似反映了两种化合物中磺酸根的 成键情况相近 ,而不铜化合物的差别则表明铜化合物中磺酸 FTIR spectra of Co , Ni , Cu Fig11 根的成键不钴 、镍化合物不同 。 compound in the range of 212 X2射线粉末衍射- 1 1 700 —1 500 cm 钴 、镍两种化合物的主要 X2射线衍射峰列于表 1 。钴 、镍 两种化合物的衍射峰的位置和强度有明显差别 ,这说明两者 晶体结构不相同 。 θ Ta b11 Ma in X2ray diff raction pea ks 2 / ( )? Ni co mpo und Co co mpo und 186 44192 9182 14174 14160 19168 19154 29172 29150 FTIR spectra of Co , Ni , Cu Fig12 39168 39198 compound in the range of 44190 - 1 1 300 —900 cm 参 考 文 献 J ack W Jo hn ,A J aco bso n et al . 1 I norg . Che m . , 1984 ,23 :384 2 Io rge L Colo n ,A Clearfield and Cho nes R Martin . J . Phys . Che m . , ,1988 ,92 :577 3 Guang GAO and Tho mas E Mallo uk . I norg . Che m . , 1991 ,30 :1434 4 Brain J Gunder man and Philip J Squat t rito . I norg . Che m . , 1994 ,33 :2924 5 Bo SU N , Ying ZHAO ,J inguang WU , Guangxian XU and Qingchuang YAN G. J . M ol . S t r uc . , 1998 ,470 :63 6 Andrew J Shubnell . Eric J Ko snic and Philip J Squat t rito . I norganica Chi m ica A ct a , 1994 ,216 :101 7 Eric J Ko snic , E L ynnMcClymo nt , Ryan A Ho dder and Philip J Squat t rito . I norganica Chi m ica A ct a , 1992 ,201 :143 8 Geo rge K H Shimizu , Gary D Enright ,Jo hn A Rip meester et al . Che m . M ater . , 1998 ,10 :3282 第 1 期光谱学不光谱分析 115 FTIR Study of Transition Metal 22acryla mido222methyl212propanesulf on2 ates Bo SU N , Ying ZHAO , Yizhuang XU ,J inguang WU and Guangxian XU S t ate Key L aboratory of R are Eart h M ateri als Chem ist ry an d A p pl icat ions , Peki n g U ni versi t y , 100871 Bei ji ng Dujin WAN G , Yuanli CA I and Duanf u XU I nst i t ute of Chem ist ry , Chi nese A cadem y of S ciences , 100080 Beiji n g 2 + 2 + 2 + ) ( Abstract Co mpounds of t ransitio n metal io n Cu, Co, Ni22acrylamido met hyl222met hyl212p ropanesulfo nates were st udied by F T IR and X2ray powder diff ractio n techniques. The F T IR spect ra of Co and Ni co mpound are similar but are different f ro m t hat of Cu co mpound. The result s of X2ray diff ractio n indicated t hat t he crystal st ruct ure of Co and Ni co mpound are different . Key s F T IR spect ra , X2ray diff ractio n , Transitio n metal co mpound ( )Received Dec. 31 ,1999 ;accep ted May 9 ,2000