一種基於5‑氨基間苯二甲酸的鎘(II)金屬有機配合物的製作方法

2023-06-01 10:57:44 2

本發明涉及金屬有機配合物，具體涉及一種基於5-氨基間苯二甲酸的鎘(II)金屬有機配合物。
背景技術：
：金屬有機配合物是一種新型功能材料，由金屬離子與有機配體在一定條件下通過自組裝合成。由於其具有獨特的骨架結構及孔徑可控等特點，在氣體吸附、光電材料、磁性材料、載藥、催化等方面具有極其廣闊的應用空間。金屬有機配合物可通過改變金屬配位來影響配合物的發光性能，在製備新型發光材料方面具有重要的應用價值[1-4]。金屬有機配合物的發光機理可分為：金屬中心發光、有機配體發光、電子躍遷發光(π-π*、n-π*)和客體發光等。含有共扼電子效應的有機配體與含有d10電子構型的Zn、Cd、Cu等金屬結合的金屬有機配合物以及稀土金屬有機配合物都可以發光，並且具有重複結構單元的金屬有機配合物往往能夠發出較強的螢光。因此，金屬有機配合物受到國內外許多科研人員的關注與研究[5]。具有螢光特性同時又受溶劑影響的基於5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物的報導十分少見。參考文獻：[1]JiangXM,ZhangMJ,ZengHY,etal.Inorganicsupramolecularcompoundswith3-Dchiralframeworksshowpotentialasbothmid-IRsecond-ordernonlinearopticalandpiezoelectricmaterials[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2011,133(10):3410-3418[2]GuerchaisV,OrdronneauL,LeBozecH.Recentdevelopmentsinthefieldofmetalcomplexescontainingphotochromicligands:Modulationoflinearandnonlinearopticalproperties[J].CoordinationChemistryReviews,2010,254(21):2533-2545[3]LiuZ,QayyumMF,WuC,etal.AcodepositionroutetoCuI-pyridinecoordinationcomplexesfororganiclight-emittingdiodes[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2011,133(11):3700-3703[4]FormicaM,FusiV,GiorgiL,etal.Newfluorescentchemosensorsformetalionsinsolution[J].CoordinationChemistryReviews,2012,256(1):170-192[5]DanielM,DanielRM,JaumeV.OldMaterialswithNewTricks:MultifunctionalOpen-FrameworkMaterials[J].ChemicalSocietyReviews,2007,36(5):770-818技術實現要素：本發明的目的是提供一種基於5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物，該Cd(II)金屬有機配合物能發射明亮的藍色螢光，可應用於螢光材料。本發明解決上述問題的技術方案是：一種基於5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物，該金屬有機配合物是重複單元為Cd(NH2-BDC)(DMA)(H2O)的鎘金屬有機配合物，所述的化學式Cd(NH2-BDC)(DMA)(H2O)中的NH2-BDC為5-氨基間苯二甲酸，DMA為N,N-二甲基乙醯胺；所述的Cd(II)金屬有機配合物具有一維無限階梯鏈狀結構，其空間群為P21/m，晶胞參數分別為α＝90.00°，β＝92.711(3)，γ＝90.00°，紅外光譜數據(KBr)為：3421(s),2937(w)(Cmethyl-H),2869(w)(Cmethyl-H),1610(s),1548(vs),1476(w),1386(s),1319(w),1265(w),1059(w),996(w),965(w),929(w),817(m),781(m),731(s),669(w),588(w),423(w)cm-1。上述鎘(II)金屬有機配合物在常溫下為無色單晶，其重複結構單元含有0.5個獨立的Cd2+陽離子，0.5個NH2-BDC2-陰離子，1個DMA配體和0.5個配位水分子。每個Cd2+為七配位結構，分別與來自3個不同NH2-BDC配體中的4個羧基氧原子和1個氮原子配位，同時還與1個來自DMA配體中的氧原子以及1個水分子配位，形成扭曲的五角雙錐構型。其中，Cd2+作為七連接節點，NH2-BDC配體作為五連接節點，形成一維階梯鏈狀結構。本發明所述的鎘(II)金屬有機配合物是將5-氨基間苯二甲酸與Cd(NO3)2·4H2O混合後在溶劑熱反應條件下得到。本發明所述的鎘(II)金屬有機配合物的製備方法包括以下步驟：(1)將溶劑水和DMA按照1:1的比例混合均勻，得到混合溶劑；(2)將等摩爾量的Cd(NO3)2·4H2O(0.092g,0.3mmol)和NH2-H2BDC(0.054g,0.3mmol)加入到10mL步驟1的混合溶劑中，然後攪拌30分鐘；(3)將步驟2中物質加入到23mL聚四氟乙烯反應釜中，自生壓力下保持140℃反應72小時，然後按照一定的速率降至室溫；(4)將步驟3得到的產物過濾，收集晶體，並用無水乙醇洗滌後乾燥，得到所述的基於5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物。本發明所述的基於5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物發射明亮的藍色螢光，可用於螢光材料的製備。本發明所述的基於5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物能發射藍色螢光，表現出良好的螢光特性，可應用於螢光材料。本發明所述的基於5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物的製備方法具有以下優點：反應條件溫和，純度高，無毒無害，做到了綠色化學，無需惰性氣體保護；原料來源廣泛，容易獲得。附圖說明圖1為Cd2+的七連接節點圖。圖2為NH2-BDC的五連接節點圖。圖3為本發明所述基於5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物的一維無限階梯鏈狀結構圖。圖4為本發明所述基於5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物的三維固體螢光譜圖。具體實施方式實施例11、基於5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物的製備製備方法包括以下步驟：(1)將溶劑水和DMA(分析純)按照1:1的比例混合均勻，得到混合溶劑；(2)將等摩爾量的Cd(NO3)2·4H2O(0.092g,0.3mmol)和NH2-H2BDC(0.054g,0.3mmol)加入到10mL步驟1的混合溶劑中，然後攪拌30分鐘；(3)將步驟2中物質加入到23mL聚四氟乙烯反應釜中，自生壓力下保持140℃反應72小時，然後以5℃/h的速率降至室溫；(4)將步驟3中的混合物過濾，收集晶體，並用無水乙醇洗滌後乾燥，獲得無色晶體(根據NH2-H2BDC計算其產率：42％)。2、基於5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物的鑑定通過下述元素分析、IR光譜和X-射線單晶衍射分析鑑定，上述步驟1所得到的無色晶體為本發明所述的基於5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物，其重複單元的分子式為Cd(NH2-BDC)(DMA)(H2O)。(1)元素分析C12H16N2O6Cd：理論值：C,36.30；H,4.03；N,7.06；實驗值：C,36.19；H,4.14；N,7.15。(2)紅外光譜(KBrpellet，cm-1)：3421(s),2937(w)(Cmethyl-H),2869(w)(Cmethyl-H),1610(s),1548(vs),1476(w),1386(s),1319(w),1265(w),1059(w),996(w),965(w),929(w),817(m),781(m),731(s),669(w),588(w),423(w)。(3)X-射線單晶衍射：晶體學參數和部分鍵長如表1和表2所示。X-射線單晶衍射結果表明，上述鎘(II)金屬有機配合物中的重複單元為不對稱單元，每個不對稱結構單元中含有0.5個獨立的Cd2+陽離子，0.5個NH2-BDC2-陰離子，1個DMA配體和0.5個配位水分子。每個Cd2+為七配位結構(圖1)，分別與來自3個不同NH2-BDC配體中的4個羧基氧原子和1個氮原子配位(圖2)，同時還與1個來自DMA配體中的氧原子以及1個水分子配位，形成扭曲的五角雙錐構型。其中，Cd2+作為七連接節點，NH2-BDC配體作為五連接節點，形成一維階梯鏈狀結構(圖3)。表1.Cd(NH2-BDC)(DMA)(H2O)的晶體學參數R＝∑(‖Fo︱－︱Fc‖)/∑︱Fo︱.wR＝[∑w(Fo2–Fc2)2/∑w(Fo)2]1/2.表2.Cd(NH2-BDC)(DMA)(H2O)的部分鍵長鍵角Cd1-O32.261(3)Cd1-O42.314(3)Cd1-N1ii2.345(4)Cd1-O1i2.3480(19)O3-Cd1-O488.89(14)O3-Cd1-N1ii173.03(13)O4-Cd1-N1ii84.14(13)O3-Cd1-O1i91.14(9)O1i-Cd1-N1ii94.18(8)O3-Cd1-O191.14(9)O3-Cd1-O294.33(5)O2-Cd1-N1ii85.28(5)O2-Cd1-O2i168.84(10)O2i-Cd1-N1ii85.28(5)對稱Cudes：i＝x,1.5-y,z；ii＝2-x,-y,-z。實施例2：Cd(II)金屬有機配合物的螢光性能研究本實施例採用實施例1得到的基於5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物進行螢光性能研究。具體研究方法如下所述：(1)三維螢光性能測試：在室溫下測量基於5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物在200-600nm範圍內的三維固體螢光光譜。(2)實驗結果三維固體螢光光譜結果顯示(如圖4)，本發明所述的基於5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物發射明亮的藍色螢光，在205nm激發波長下的最大螢光發射波長為515nm。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp