Noncentrosymmetric 0D and 2D Zn(II) Complexes Constructed from a Phenylglycine-Based Ligand : Synthesis, Structure, and Photophysical Properties
- 주제(키워드) 카이랄 리간드 , 방향족 고리가 풍부한 리간드 , Zn 배위 화합물 , 0차원 착물 , 2차원 배위 중합체 , 상호 교차 구조 , 수소 결합 , pi-pi 상호작용 , 거울상 선택적 광발광 소광 특성 , chiral ligand , phenyl-rich ligand , Zn coordination compounds , 0D complex , 2D coordination polymer , interpenetrated structure , pi-pi interactions , hydrogen bonding , enantioselective photoluminescence
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 옥강민
- 발행년도 2026
- 학위수여년월 2026. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000082501
- UCI I804:11029-000000082501
- 본문언어 영어
- 저작권 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록(요약문)
본 연구에서는 새롭게 설계된 길고 부피가 크며 방향족 고리가 풍부한 리간드인 BPPG (biphenyl bis-phenylglycine)를 활용하여 Zn 기반의 카이랄 배위화합물 3가지를 용매열 합성 방식으로 합성하였다. 0차원 구조의 I2 공간군으로 결정화되는 [Zn3((R,R)-BPPG)6(H2O)6][(R)-Zn]와 [Zn3((S,S)-BPPG)6(H2O)6][(S)-Zn]는 각 phenylglycine 단위의 방향족 고리 사이에서 가장자리-면 형의 π-π 상호작용과 리간드와 물 분자 사이의 수소결합으로 인해 형성되었다. 보조 리간드인 dpe(1,2-Di-(4-pyridyl)ethane)를 도입한 경우, 2차원 복합체 [Zn2((R,R)-BPPG)2(dpe)2]·1.23H2O [(R)-Zn(DPE)]가 형성되며 이는 카이랄 공간군 P212121에서 결정화된다. 해당 복합체는 2차원 (4,4) 네트워크 구조를 가지며 3개의 독립적인 시트가 서로 얽힌 3중 교차 구조를 형성한다. 이러한 구조는 리간드와 dpe의 방향족 고리 사이의 가장자리 대 면 형의 π-π 상호작용, 어긋난 π–π 적층 상호작용, CH₂···π 상호작용을 통해 안정화된다. 또한, 거울상 이성질체 0차원 Zn 복합체인 (R)-Zn과 (S)-Zn은 히스티딘 첨가에 따라 서로 다른 광발광 응답 변화를 나타냈다. 정상 상태 광발광 측정과 광발광 양자 수율 및 시간 분해 광발광 수명 분석을 통해, 두 복합체가 히스티딘 거울상 이성질체에 대해 거울상 선택적 광발광 거동을 보이며, 동시에 여기 상태 소멸 과정에서 서로 다른 경향을 나타냄을 확인하였다. 종합적으로 본 연구는 새롭게 설계된 카이랄 리간드가 비중심대칭 패킹을 효과적으로 유도하며 보조 리간드가 Zn(II) 복합체의 구조적 차원을 결정하는 데 중요한 역할을 함을 보여준다. 또한 거울상 이성질체 0차원 복합체인 (R)-Zn과 (S)-Zn은 자유 리간드 상태와는 달리 히스티딘 거울상 이성질체에 대해 서로 다른 거울상 선택적 광발광 거동을 나타내며 이는 금속 배위 이후 광발광 응답 특성의 변화를 말한다.
more초록(요약문)
In this study, three Zn-based chiral coordination compounds were synthesized under solvothermal conditions using a newly designed bulky and phenyl-rich ligand, BPPG (biphenyl bis-phenylglycine). The 0D complexes [Zn3((R,R)-BPPG)6(H2O)6][(R)-Zn] and [Zn3((S,S)-BPPG)6(H2O)6][(S)-Zn], crystallize in the polar space group I2 and are formed through edge-to-face π–π interactions between the aromatic rings of the phenylglycine units, together with hydrogen-bonding interactions between the ligands and coordinated water molecules. The introduction of the auxiliary ligand dpe (1,2-Di(4-pyridyl)ethane) affords the 2D complexes [Zn2((R,R)-BPPG)2(dpe)2]·1.23H2O [(R)-Zn(DPE)] (dpe=1,2-di(4-pyridyl)ethane), which crystallize in the chiral space group P212121. These compounds adopt a 2D (4,4) network in which three distinct sheets interpenetrate to form a 3-fold interpenetrated structure, directed by edge-to-face interactions, CH₂···π interactions and offset π–π stacking interactions. In addition, the enantiomeric 0D Zn complexes, (R)-Zn and (S)-Zn, exhibited different photoluminescence response changes upon histidine addition. Steady-state photoluminescence, PLQY, and time-resolved lifetime analyses revealed enantioselective photoluminescence behavior toward histidine enantiomers, accompanied by distinct trends in excited-state deactivation processes. Overall, these results demonstrate that the newly designed chiral ligand effectively induces noncentrosymmetric packing and that the presence or absence of an auxiliary ligand governs the structural dimensionality of the resulting Zn(II) complexes. In addition, the enantiomeric 0D complexes (R)-Zn and (S)-Zn exhibit enantioselective photoluminescence behavior toward histidine enantiomers that differs from the free ligand state, suggesting changes in photoluminescence response characteristics upon metal coordination.
more목차
Contents 3
List of Figures 5
List of Tables 8
국문 초록 9
Abstracts 11
1. Introduction 13
2. Experimental section 16
2.1. Materials 16
2.2. Synthesis of 4,4’-(R,R)-biphenyl-bis(phenylglycine) dicarboxylic acid
[(R,R)-BPPG] and 4,4’-(S,S)-biphenyl-bis(phenylglycine) dicarboxylic acid
[(S,S)-BPPG] ligands. 16
2.3. Synthesis of [Zn3((R,R)-BPPG)6(H2O)6] [(R)-Zn] and [Zn3((S,S)-
BPPG)6(H2O)6] [(S)-Zn]. 17
2.4. Synthesis of [Zn2((R,R)-BPPG)2(dpe)2∙1.23H2O] [(R)-Zn(DPE)] 18
2.5. Measurements 18
3. Results and discussion 31
3.1. Structural descriptions 31
3.2. Powder X-ray Diffraction (PXRD) 40
3.3. Infrared (IR) Spectroscopy 42
3.4. Solid-state Circular Dichroism (CD) Spectroscopy 45
3.5. Thermogravimetric Analysis (TGA) 47
3.6. Ultraviolet-visible (UV-vis) Reflectance Spectroscopy 51
3.7. Photoluminescence (PL) spectroscopy 54
3.8. Enantioselectivity Photoluminescence 56
4. Conclusions 62
5. References 64
