Synthesis， Crystal Structure and Fluorescent Properties of a Lead-Based Coordination Polymer

doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0026

Abstract

Abstract: In this paper， a novel coordination polymer，［Pb（PTPBA）₂（H₂O）］ _n （1）， was successfully synthesized using solvothermal method with 3-［2-（5-pyridin-4-yl-4H-［1，2，4］triazol-3-yl）-phenoxy］ benzoic acid （HPTPBA） and lead nitrate. The structure of 1 was characterized by elemental analysis， X-ray single crystal diffraction， X-ray powder diffraction， and infrared spectroscopy. The thermal stability and solid-state luminescence behavior of 1 were also studied. X-ray single crystal diffraction shows that 1 belongs to the triclinic crystal system P1 space group with lattice parameters of a=1.162 15 （2） nm， b=1.197 45 （2） nm， c=1.504 68 （2） nm and α = 109.007 0 （10）°， β = 90.487 0 （10） °， γ = 115.910 0 （10）°. The molecular formula is C₄₀H₂₈N₈O₇Pb. In the structure of 1， PTPBA^- ligands connect Pb ions to form one-dimensional chain structures， which can be extended into three-dimensional supramolecular structures through N—H…O hydrogen bonds and π…π stacking interactions. The maximum emission wavelength of 1 at an excitation wavelength of 322 nm is 550 nm. Fluorescence sensing experiments were conducted on 1， and it was found that 1 has high selectivity for p-NA （p-nitroaniline）. The quenching mechanism of 1 was explored， illustrating that the fluorescence quenching phenomena is mainly caused by competitive absorption.

Key words: lead coordination polymer; solvothermal method; supramolecular structure; fluorescence performance; p-nitroaniline

CLC Number:

O641.4

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Figures/Tables 7

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Parameter	Value	Parameter	Value
Empirical formula	C₄₀H₂₈N₈O₇Pb	Formula weight	939.90
Temperature/K	273（2）	Crystal system	Triclinic
Space group	$P \overline{1}$	a/nm	1.162 15（2）
b/nm	1.197 45（2）	c/nm	1.504 68（2）
α/（°）	109.007 0（10）	β/（°）	90.487 0（10）
γ/（°）	115.910 0（10）	V/nm³	1.752 54（5）
Z	2	D_c/（g·cm^-3）	1.781
µ/mm^-1	4.880	θ/（°）	2.020~24.999
Unique reflns，R_int	6 168［R（int）=0.046 9］	GOF	1.032
R₁， wR₂ ［I ＞ 2σ（I）］	R₁=0.032 7， wR₂=0.081 1	R₁， wR₂（all data）	R₁=0.034 6， wR₂=0.081 9

Parameter	Value	Parameter	Value
Empirical formula	C₄₀H₂₈N₈O₇Pb	Formula weight	939.90
Temperature/K	273（2）	Crystal system	Triclinic
Space group	$P \overline{1}$	a/nm	1.162 15（2）
b/nm	1.197 45（2）	c/nm	1.504 68（2）
α/（°）	109.007 0（10）	β/（°）	90.487 0（10）
γ/（°）	115.910 0（10）	V/nm³	1.752 54（5）
Z	2	D_c/（g·cm^-3）	1.781
µ/mm^-1	4.880	θ/（°）	2.020~24.999
Unique reflns，R_int	6 168［R（int）=0.046 9］	GOF	1.032
R₁， wR₂ ［I ＞ 2σ（I）］	R₁=0.032 7， wR₂=0.081 1	R₁， wR₂（all data）	R₁=0.034 6， wR₂=0.081 9

Bond	Length/nm	Bond	Length/nm	Bond	Length/nm
Pb（1）—O（1W）	0.229 1（3）	Pb（1）—O（2）	0.257 6（3）	Pb（1）—O（4）	0.282 1（7）
Pb（1）—O（5）#1	0.240 3（3）	Pb（1）—N（5）#2	0.253 2（4）	Pb（1）—N（1）	0.271 9（4）
Bond	Angle/（°）	Bond	Angle/（°）	Bond	Angle/（°）
O（1W）—Pb（1）—O（5）#1	75.19（12）	N（5）#2—Pb（1）—O（2）	82.95（12）	O（1W）—Pb（1）—N（1）	77.85（12）
O（1W）—Pb（1）—N（5）#2	78.46（13）	N（5）#2—Pb（1）—N（1）	155.12（13）	O（1W）—Pb（1）—O（2）	71.21（12）
O（5）#1—Pb（1）—N（5）#2	89.77（12）	O（5）#1—Pb（1）—O（2）	146.40（11）	O（2）—Pb（1）—N（1）	96.47（12）
O（5）#1—Pb（1）—N（1）	76.94（12）	O（4）#1—Pb（1）—N（5）#2	79.22（13）	O（4）#1—Pb（1）—N（1）	106.36（13）
O（4）#1—Pb（1）—O（1W）	119.98（99）	O（4）#1—Pb（1）—O（5）#1	45.60（12）	O（4）#1—Pb（1）—O（2）	156.16（10）

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O（4）#1—Pb（1）—O（1W）	119.98（99）	O（4）#1—Pb（1）—O（5）#1	45.60（12）	O（4）#1—Pb（1）—O（2）	156.16（10）