具有二維平面多孔框架結構的三唑Cd(Ⅱ)配合物及其合成方法與應用的製作方法

2023-09-23 16:54:00 2

具有二維平面多孔框架結構的三唑Cd(Ⅱ)配合物及其合成方法與應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開了1-(4-氨基苄基)-1,2,4-三唑的二維Cd(II)多孔配合物及其合成方法與應用。本發明的具有二維平面多孔框架結構的三唑Cd配合物主要應用於多環芳烴的吸附方面。試驗結果表明:多孔配合物表現出較好的多環芳烴吸附性質，二維平面多孔框架結構的三唑Cd配合物主要應用於多環芳烴的吸附方面，特別是用作預富集材料,應用在環境有機汙染物檢測和分析研究有一個廣闊的應用前景。
【專利說明】具有二維平面多孔框架結構的三唑Cd( II )配合物及其合 成方法與應用
[0001] 關於資助研究或開發的聲明：本發明是在天津市應用基礎與前沿技術研究計 劃天津市自然科學基金項目（Grant no. 14JCQNJC05900)以及國家自然科學基金面上 項目21375095、全國優秀博士學位論文作者專項資助資金FANEDD-201023、天津市高校 "中青年骨幹創新人才培養計劃"項目ZX110GG015和天津市應用基礎研究計劃重點項目 12JCZDJC21700"的資助下進行的。

【技術領域】
[0002] 本發明屬於有機合成和金屬有機化學【技術領域】，涉及三唑的具有二維平面多孔框 架結構的三唑Cd (二）配合物的合成，更具體的說是1-(4-氨基苄基）_1，2, 4-三唑的二 維Cd(II)多孔配合物的合成及其在多環芳烴的吸附應用。

【背景技術】
[0003] 多環芳煙（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)是煤，石油，木材，煙 草，有機高分子化合物等有機物不完全燃燒時產生的揮發性碳氫化合物，是重要的環境和 食品汙染物。多環芳烴（PAHs)是在環境中普遍存在的一類稠環類有機汙染物，是美國環 保局制定的129種優先控制的汙染物之一，其分布廣泛且穩定存在。多環芳經廣泛分布於 環境中，可以在我們生活的每一個角落發現，任何有有機物加工，廢棄，燃燒或使用的地 方都有可能產生多環芳烴。迄今已發現有200多種PAHs，其中有相當部分具有致癌性，如 苯並[α ]芘，苯並[α ]蒽等。早在1775年英國外科醫生Pott就提出打掃煙囪的童工， 成年後多發陰囊癌，其原因就是燃煤煙塵顆粒穿過衣服擦入陰囊皮膚所致，實際上就是煤 炱中的多環芳烴所致。多環芳烴也是最早在動物實驗中獲得成功的化學致癌物。1915年 日本學者Yamagiwa和Ichikawa,用煤焦油中的稠環芳香經所致。在五十年代以前多環芳 香烴曾被認為是最主要的致癌因素，五十年代後各種不同類型的致癌物中之一類，從總的 來說，它在致癌物中仍然有很重要的地位，因為至今它仍然是數量最多的一類致癌物，而且 分布極廣。空氣、土壤、水體及植物中都有其存在，甚至在深達地層下五十米的石灰石中也 分離出了 3,4_苯並芘。在自然界，它主要存在於煤、石油、焦油和浙青中，也可以由含碳氫 元素的化合物不完全燃燒產生。汽車、飛機及各種機動車輛所排出的廢氣中和香菸的煙 霧中均含有多種致癌性稠環芳香烴。露天焚燒(失火、燒荒）可以產生多種稠環芳香烴致癌 物。煙燻、烘烤及焙焦的食品均可受到稠環芳香烴的汙染。環境中的多環芳烴主要來源於 煤和石油的燃燒，柴油機和汽油機的排氣中，以及煉油廠、煤氣廠、煤焦油加工廠和浙青加 工廠等所排出的廢氣和廢水中，都有多環芳烴，其生成量同燃燒設備和燃燒溫度等因素有 關，如大型鍋爐生成量低，家庭用煤爐的生成量很高。汙染多環芳烴大多吸附在大氣和水中 的微小顆粒物上，大氣中的多環芳烴又可通過沉降和降水衝洗作用而汙染土壤和地面水， 但植物莖葉和籽實中的多環芳烴主要來自大氣。
[0004] 多環芳烴具有良好的脂溶性，能在生物體中富集，食物鏈中越位於上端的生物體 內其含量越高；其具有強致癌、致畸和致突變性，以及光致毒性作用，給環境和人體帶來 危害，因此檢測環境中的多環芳烴具有重要的實際意義。但是多環芳烴在環境中的含量 低，且具有相近的結構和物理化學性質，通過傳統的分離分析手段很難進行分離和檢測。 為此，各種預富集手段被開發並應用在環境痕量物質的檢測分析中。預富集材料的選擇是 預富集技術的關鍵要素。具備多孔結構的物質都可以用作預富集材料，比如活性炭、碳納 米管、分子篩和金屬有機配合物等。傳統材料（活性炭、碳納米管和分子篩）的比表面積和 孔徑不可調控，應用範圍有限；而金屬有機骨架材料具有多樣的拓撲結構和孔隙度，以及 良好的熱穩定性等性質，且可以根據目標物的需要合成相應的結構，因此將金屬有機骨架 材料用作預富集材料能夠得到很好的效果 [12_13]'金屬有機配合物的結構和性質不同導致對 目標物的吸附效果存在差異，這主要是由於主配體選擇不同得到結構不同的配合物，以 及主配體本身與目標物的作用不同引起的。如Alaerts等和Gu等分別利用金屬有機骨架 材料MIL-53和MOF-monoclinci配合物吸附二甲苯異構體，發現MIL-53對鄰二甲苯的吸 附選擇性好，而MOF-monoclinci對對二甲苯的吸附選擇性更佳。
[0005] 近年來，一些典型的金屬有機配合物被用作預富集材料，應用在環境有機汙染物 檢測和分析研究方面，但是對於結構相似的多種多環芳烴目標物吸附性能的研究還未見 報導。本發明屬於有機合成和金屬有機化學【技術領域】 [17]'涉及具有二維平面多孔框架結構 的三唑Cd (II)配合物的合成，更具體的說是1-(4-氨基苄基）-1，2, 4-三唑的二維Cd(II) 多孔配合物的合成及其在多環芳烴的吸附應用。本文分別採用二價鎘離子作為主體，以 1-(4-氨基苄基）_1，2, 4-三唑作為配體，探究金屬有機配合物對多環芳烴吸附的影響，選 擇多種典型環境汙染物多環芳烴作為目標物，重點考察合成的配合物對多環芳烴的吸附 性能，分析配合物對不同類型多環芳烴吸附效果差異的影響因素。


【發明內容】

[0006] 本發明的一個目的公開了 {[Cd(y 2-L)2(H20)2] (ClO4)2 · H20} (1)化合物。
[0007] 本發明另一個目的公開了（1)化合物晶體的製備方法，測量數據和數據的研究。
[0008] 本發明再一個目的公開了具有二維平面多孔框架結構的三唑Cd (II )配合物的 製備。
[0009] 本發明再一個目的公開了 UCd(U2-L)2(H2O)2] (ClO4)2 ·Η20} (1)化合物主要應用 於多環芳烴的吸附方面，特別是用作預富集材料，應用在環境有機汙染物檢測和分析研究 方面。
[0010] 為實現上述目的，本發明提供如下的技術方案： 具有二維平面多孔框架結構的三唑Cd(::)配合物，該化合物是新的，通過scifinder 查詢沒有文獻報導該物質；其化學通式如下： {[Cd ( μ 2-L) 2 (H2O) 2] (ClO4) 2 · H2Oj (1)；

【權利要求】
1. 具有二維平面多孔框架結構的三唑Cd(n )配合物，其化學通式如下： {[Cd ( μ 2-L) 2 (H2O) 2] (ClO4) 2 · H2Oj (1)；
L指的是1-(4-氨基苄基）-1，2, 4-三唑配體。
〇3. -種製備權利要求1所述具有二維平面多孔框架結構的三唑Cd (Π )配合物的方
2. 權利要求1所述的具有二維平面多孔框架結構的三唑Cd(n )配合物單晶，其中的 三斜晶系用BRUKER SMART 1000 X-射線單晶衍射儀，採用石墨單色器的MoJa輻射（λ = 0.071 073 nm)作為衍射光源，在293 (2) K溫度下，掃描方式，測定主要晶體學數據 如下： 法，其特徵在於：稱取0.2097 g (0.5 mmol) Cd (ClO4) 2·6Η20用5 mL水溶解，稱取配體L 0. 089 g (0. 5 mmol)用IOmL乙醇溶解，同時加入抗壞血酸0. 005 g ;將以上兩種溶液混合， 然後加入0.076 g (I mmol)NH4NCS，加入後常溫攪拌約兩小時；將溶液過濾後靜置，兩個月 後長出無色透明晶體。
4. 權利要求1所述具有二維平面框架結構的三唑Cd (Π )配合物在製備用於多環芳 烴的吸附方面的應用。
5. 權利要求1所述具有二維平面框架結構的三唑Cd (D )配合物在製備用於預富集 材料、環境有機汙染物檢測和分析方面的應用。
6. 權利要求4所述的應用，其中所述的多環芳烴的吸附指的是煤、石油、木材、菸草、有 機高分子化合物、有機物不完全燃燒時產生的揮發性碳氫化合物。
【文檔編號】C07D249/08GK104370950SQ201410621688
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月7日 優先權日:2014年11月7日
【發明者】武向俠, 郭超, 丁斌, 李妍 申請人:天津師範大學