R Köferstein 
  
C Robl 
  
Dimensional Coordination Polymer with Cationexchanger Features

   

Cd(H2O)2[C6H3(COO)2(COOH)] -Ein zweidimensionales Koordinationspolymer mit Kationenaustauschermerkmalen

Roberto Köferstein, Christian

Ergebnisse und Diskussion

Wir danken dem Fonds der Chemischen Industrie für finanzielle Unterstützung.

3 6 Abb. 1 Abb. 2

 3612 Abb. 1 Die Koordinationssphäre des Cd 2+ -Ions. Auslenkungsellipsoide für 50 % Aufenthaltswahrscheinlichkeit, H-Atome mit willkürlichem Radius gezeichnet.

- 2 Schichten

 2 Abb. 3 Zweidimensional unendlicher Verband aus Cd2+ und Hydrogentrimesinatdianionen (Wassermoleküle sind nicht wiedergegeben).

  

Cd(H 2 O) 2 [C 6 H 3 (COO) 2 (COOH)]  Ein zweidimensionales Koordinationspolymer mit Kationenaustauschermerkmalen Cd

  (H 2 O) 2 [C 6 H 3 (COO) 2 (COOH)]  A Two-Dimensional Coordination Polymer with Cationexchanger Features

Roberto Köferstein und Christian Robl*

  Jena, Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Friedrich-Schiller-Universität . Farblose Einkristalle von Cd(H 2 O) 2 [C 6 H 3 (COO) 2 (COOH)] wurden durch Kristallisation in wässeriger Lösung bei 80 C erhalten. Zu 5 ml einer 0.1 M Cd(NO 3 ) 2 -Lösung wurden 5 ml einer 0.06 M Natriumtrimesinatlösung gegeben. Ein auftretender Niederschlag wurde durch Zugabe von 2 M HNO 3 gelöst, anschließend wurden 0.2 g Harnstoff hinzugegeben. Nach etwa 3 Tagen schieden sich farblose Kristalle von Cd(H 2 O) 2 [C 6 H 3 (COO) 2 (COOH)] ab. Kristallographische Daten für Cd(H 2 O) 2 [C 6 H 3 (COO) 2 (COOH)]

	Tabelle 1 Summenformel Kristallsystem Raumgruppe Gitterkonstanten Elementarzellvolumen Z Molmasse berechnete Dichte Diffraktometer Strahlung Monochromator Absorptionskoeffizient	C 9 H 8 CdO 8 monoklin C2/c (Nr.15) a = 1973.0(2)pm b = 910.74(7) pm c = 1336.81(10) pm β = 117.897(8) 2.1230(3) nm 3 8 356.55 g/mol 2.231 g/cm 3 Siemens P4 MoK α Graphit 2.091 mm -1	Meßtemperatur Meßmodus Kristallabmessungen Gemessener θ-Bereich F (000) Oktanten Anzahl der gemessenen Reflexe davon symmetrieunabhängig Strukturlösung Strukturverfeinerung verfeinerte Parameter Extinktionskoeffizient		293(2) K ω-scan 0.12 mm x 0.18 mm x 0.26 mm 2.34 bis 25.00 1392 Viertelkugel 2325 1864 (R int 0.0179) Direkte Methoden 2 Vollmatrix-LS an F 190 0.00162(8)
	Professor Rüdiger Kniep zum 60. Geburtstag gewidmet Abstract. Monoclinic single crystals 910.74(7), c = 1336.81(10) pm, β = 117.897(8), V = 2.1230(3) nm = 8. Cd 2+ is coordinated in a moderately distorted pentagonal of 3 , Z solution at 80 C. Space group C2/c (no. 15), a = 1973.0(2), b = Cd(H 2 O) 2 [C 6 H 3 (COO) 2 (COOH)] have been prepared in aqueous Absorptionskorrektur numerisch Residual-Werte (sämtliche Daten) anion form in good approximation a common plane. coordination polymer. The atoms of the monohydrogentrimesinate of Cd 2+ with [C 6 H 3 (COO) 2 (COOH)] R 1 5 0.0262 wR 2 5 0.0530 min./max. Transmission 0.715/0.807 Extrema der letzten Differenz-Fouriersynthese 1539/2508 e/nm 3 2-yields a two-dimensional Programm SHELXTL [20]
	bipyramidal fashion by five oxygen atoms stemming from the		
	monohydrogentrimesinate anions in the equatorial plane and two water		
	molecules in the apical positions (Cd-O 224.0(2)-255.0(2) pm). The		
	connection				
			Von		
	besonderem Interesse sind Koordinationspolymere, die zeoli-thartige		
	Gerüste bilden, oder die Strukturcharakteristik ionenaus-tauschfähiger		
	Verbindungen besitzen [10-13]. Das Zinkpyromellitat (Pyromellitsäure = Benzol-1,2,4,5-tetracarbonsäure) Zn(H 2 O) 5 -[ZnC 6 H 2 (COO) 4 ].2H 2 O [14], ist durch Schichten geprägt, die aufgrund ihrer Wellung Wassermoleküle beherbergende, kanalartige Hohlräume umschließen. Ferner sind an diese Schichten zum Aus-gleich der Ladungsbilanz prinzipiell zum Ionenaustausch geeignete [Zn(H 2 O) 5 ] 2+ -Kationen gebunden.	Das IR-Spektrum von Cd(H 2 O) 2 [C 6 H 3 (COO) 2 (COOH)] zeigt die für das Hydrogentrimesinatdianion typischen Absorptionsbanden. Eine scharfe Bande bei 1426 cm -1 kann der C-C-Streckschwin-gung des aromatischen C 6 -Ringes zugeschrieben werden. Die C-O Valenzschwingungen der COO --Gruppe sind bei 1550 (ν as ) und bei 1396 cm -1 (ν s ) zu beobachten, während die COOH-Gruppe Absorptionen bei 1680 und 1277 cm -1 verursacht.
	Für ein rationelles Vorgehen ist das Erkennen strukturdirigierender Einflußgrößen von entscheidender Bedeutung. Aus den Ergebnis-sen systematischer Untersuchungen kann gefolgert werden, daß das in der vorliegenden Arbeit verwendete Anion der Trimesinsäure (Benzol-1,3,5-Tricarbonsäure), dessen metaständig gebundene Car-boxylatgruppen sich coplanar zu der Ebene des C 6 -Ringes orientie-ren können, die Bildung zweidimensionaler Koordinationspolymere begünstigt [3, 4, 15].	Die simultanthermoanalytische Untersuchung an Luft in einer Netz-sch STA 429-Apparatur zeigte, daß die Abgabe von Wasser bei etwa 187 C begann und bei 240 C abgeschlossen war. Die wasserfreie Verbindung war bis 390 C stabil. Anschließend kam es zu einem Zersetzungsprozeß, in dessen Rückstand röntgenographisch CdO identifiziert wurde. Röntgenbeugungsintensitäten wurden bei Zimmertemperatur mit ei-nem Siemens P4-Vierkreisdiffraktometer unter Verwendung graphit-
				monochromatisierter MoK α -Strahlung bis zu einem maximalen Beugungswinkel von 25 in ω-Abtastung gemessen. Absorp-tionseffekte wurden numerisch korrigiert. Die Lösung des Phasen-
				problems erfolgte durch Direkte Methoden. H-Atompositionen wurden
				Differenz-Fourierkarten	entnommen	und	mit	isotropen
				Auslenkungsparametern in die abschließenden Verfeinerungszyklen
				aufgenommen. Kristallographische Daten sind in Tabelle 1 zusam-
				mengefaßt, weitere Daten zur Röntgenstrukturbestimmung wurden
				beim Cambridge Crystallographic Data Centre unter CCDC

Thermogravimetric analysis in air shows that the dehydrated compound is stable up to 390 C. Further decomposition yields CdO.

Keywords

: Cadmium; Trimesinate; Coordination polymer Polyfunktionelle Liganden wie z.B. die Anionen von Benzolcarbonsäuren eignen sich zum Aufbau polymerer Koordinationsverbindungen. Durch die Koordination an Metallkationen bilden sich ein-, zwei-und dreidimensional unendliche Verbände [1-7]. So ist Tricobalt(II)-mellitat-Octahydrat (Mellitsäure 5 Benzolhexacarbonsäure) durch kettenartige Verbände gekennzeichnet [8], wäh-rend Cadmiumphthalat-Monohydrat Schichtstruktur aufweist [9]. * Prof. Dr. Christian Robl Friedrich-Schiller-Universität Jena Institut für Anorganische und Analytische Chemie August-Bebel-Str. 628 D-07743 Jena Fax 1149 (0)3641 948152 e-mail crr@uni-jena.de Experimentelles