捕获含有圣杯式十六核水簇的水-甲醇二元簇合物(H_2O)_(20)(CH_3OH)_4  

A self-assembled(H_2O)_(20)(CH_3OH)_4 binary cluster containing a grail-shaped hexadecameric water cluster trapped in the cavity of a metal-ligand hybrid

作　　者：骆耿耿[1] 何伟俊[1] 刘利[1] 吴升晖 李东旭[1] 肖子敬[1] 戴劲草[1] 

机构地区：[1]华侨大学材料科学与工程学院物理化学研究所,厦门361021

出　　处：《中国科学：化学》2012年第10期1452-1460,1501-1502,共9页SCIENTIA SINICA Chimica

基　　金：国家自然科学基金(50971063);福建省自然科学基金(2011J01047和2010J01042);教育部留学回国人员基金项目;华侨大学科研启动基金(10BS210)的资助

摘　　要：超声反应条件下,以氧化银、2,2'-二苯基二羧酸(H2bpda)及柔性配体1,3-二(4-吡啶)丙烷(bpp)为原料,在1:1的甲醇-水混合溶剂中合成了一个全新的银配合物[Ag4(bpda)2-(bpp)4·14H2O·2CH3OH]n(1),并对该配合物进行了元素分析、红外光谱分析、热重分析以及晶体结构研究.X射线单晶结构分析表明,配合物1的空洞中包裹着一种由罕见的圣杯式十六核水簇、四个悬挂水分子及四个悬挂甲醇分子通过氢键作用所构筑的具有中心对称性的水-甲醇二元簇合物(H2O)20(CH3OH)4.其中的十六核水分子簇可看作由一组对称性相关的八核水簇相互耦合而成,而每个八核水则由两个折叠状的五核水通过共边形成.有趣地是,仔细分析发现目前的十六核水簇结构上非常类似由两个并环戊二烯通过[2+2]环加成而得到的一种复杂的有机烃,显示出水分子簇与有机分子结构上的相似性.A discrete centrosymmetric （H2O）20（CH3OH）4 binary cluster was confined in the cavity of a metal-ligand hybrid [Ag4（bpda）2（bpp）4·14H2O·2CH3OH]n （1） （where bpp = 1,3-bis（4-pyridyl）propane and H2bpda = 2,2＇- biphenyldicarboxylic acid）. The novel mixed water-methanol cluster consists of one grail-shaped hexadecameric cluster, four dangling water and four hanging methanol molecules. The （H2O）16 cluster is composed of two pairs of edge-sharing （H2O）5 rings attached to one （H2O）4 core with twenty hydrogen bonds. Alternatively, the （H2O）16 cluster is structurally similar to a complicated hydrocarbon generated by undergoing [2＋2] cycloaddition of 1,2,3,4,5,6-hexahydropentalene, which reveals the resemblance between water clusters and organic compounds.

关 键 词：水-甲醇二元簇合物 十六核水簇 二十核水簇 船式构型 

分 类 号：O621.2[理学—有机化学]