一种具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及无机有机杂化材料技术领域，具体一种具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物的制备方法。一种具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物，分子式为C

【技术实现步骤摘要】
一种具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物及其制备方法
本专利技术涉及无机有机杂化材料
，具体一种具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物及其制备方法。
技术介绍
混合配体的配位化学一直以来是配位化学研究的热点领域之一。常用的混合配体有羧酸配体和含氮配体。利用羧酸配体和含氮配体构筑的配位聚合物具有良好的稳定性、易于制备且用途广泛，在气体吸附分离、分子磁性、催化和荧光等方面有潜在的应用价值。刚性配体常用来支撑配位聚合物主体结构，而柔性配体则可以在自组装的过程中通过对自身配位模式进行调节最后得到不同构型的骨架结构，两者不可或缺。众所周知溶液中氮原子与过渡金属的键合能力比氧原子强。作为氮给体的有机连接体(如双咪唑配体)被广泛研究来构筑包含氮-金属键的稳定MOFs材料。羧酸类和含氮类配体共同构筑混配体体系不仅有利于增加结构的多样性，共同构筑起丰富多样的结构，还有利于将各自的特性引入产物中。半刚性配体1,4-二(咪唑亚甲基)苯作为主配体易于构筑主体骨架结构，刚性配体四氟对苯二甲酸作为辅助配体，既有利于提供更丰富的配位模式，还有利于骨架结构中氢键和水簇的形成。目前，利用混合配体构筑含四核水簇铜配位聚合物未见报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物。本专利技术的另一个目的在于提供上述具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物，分子式为C50H54CuF4N12O10，所述具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物为三斜晶系，空间群，晶胞参数为α＝69.022(5)°,β＝74.409(5)°,γ＝77.635(6)°,进一步的，所述具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物中Cu原子采取变形八面体构型。进一步的，所述变形八面体构型为Cu原子和四个N原子、两个O原子配位；这四个N原子分别来自四个不同的1,4-二(咪唑亚甲基)苯，Cu-N键长分别为和两个O原子分别来自两个不同的配位水分子，Cu-O键长为所述的一种具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物中四氟对苯二甲酸、四核水簇通过强氢键相互作用与配位水分子相连接形成三维结构。所述1,4-二(咪唑亚甲基)苯英文名称为1,4-bis(imidazole-1-ylmethyl)-benzene，其化学结构式如下所示：一种具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物的制备方法为：将有机配体1,4-二(咪唑亚甲基)苯、四氟对苯二甲酸以及可溶性铜盐加入至蒸馏水中，在室温下搅拌均匀，然后将所述混合液在水热条件下加热，反应一段时间后冷却至室温可得所述配位聚合物。进一步的，所述加热温度为160～180℃，加热反应时间为24～48小时。进一步的，所述的降温条件为3～5℃/小时冷却至室温。进一步的，所述可溶性铜盐为硝酸铜、高氯酸铜中的至少一种。进一步的，所述1,4-二(咪唑亚甲基)苯、四氟对苯二甲酸以及可溶性铜盐的摩尔比为1.8～2.2:1.8～2.2:2.5～3.5。进一步的，所述1,4-二(咪唑亚甲基)苯、四氟对苯二甲酸以及可溶性铜盐的摩尔比优选为2:2:3。在配位聚合物的合成过程中，发现1,4-二(咪唑亚甲基)苯拥有配位模式丰富，四氟对苯二甲酸和四核水簇通过氢键提高聚合物的维度和稳定性，构建出具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的含有四核水簇的铜配位聚合物通过单晶X射线衍射仪精确的测定晶格中水分子的位置，因此精确地描述水分子间的氢键相互作用的各项参数，能够更深入的了解配位聚合物中水分子的各种物理化学行为。本专利技术的具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物合成方法简单、无污染、可重复性好、产率高。该含四核水簇铜配位聚合物在分子磁体、催化等领域有很好的应用前景。附图说明图1为本专利技术具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物的粉末XRD射线衍射图谱。图2为本专利技术具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物的红外图谱。图3为本专利技术具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物的不对称结构单元图。图4为本专利技术具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物的一维链和由水簇通过氢键连接形成的三维结构图。具体实施方式以下结合附图与实施例对本专利技术作进一步详细描述，需要指出的是，其目的仅在于更好理解本专利技术的内容而非限制本专利技术的保护范围。实施例1将0.20mmol的1,4-二(咪唑亚甲基)苯、0.20mmol的四氟对苯二甲酸以及0.30mmol的硝酸铜加入至5ml水中，搅拌20min，转移至密闭容器中缓慢升温180℃水热条件下进行反应，反应24小时后以5℃/小时降至室温过滤得到所述配位聚合物C50H54CuF4N12O10，产率77.2％(基于Cu)。取实施例1制备的具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物进行粉末XRD测试，其图谱如图1所示，以度表示的2θ在7.68，8.39，9.31，11.14，14.99，15.49，16.41，19.35，20.97，22.89，23.40，27.46，32.43，37.91有衍射峰。取实施例1制备的具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物进行红外测试，其图谱如图2所示，主要的吸收峰为3430cm-1,3129cm-1,3075cm-1,3005cm-1,1633cm-1,1520cm-1,1341cm-1,1289cm-1,985cm-1,727cm-1。然后将上述具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物进行结构表征。该具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物的单晶衍射数据在RigakuRAXIS-RAPID衍射仪上收集，用钼靶Kα辐射及multi-scan程序搜索衍射峰精确测定晶胞参数。以扫描方式收集单晶衍射数据。结构解析和精修通过Olex2.0软件调用SHELX程序包进行。水分子的氢原子坐标根据理论位置确定，并且依靠母体原子而赋予各向同性温度因子。其他氢原子坐标都是采用理论加氢的方法确定。该配位聚合物晶体学参数见表1，键长和键角见表2，氢键参数见表3。结构见图3，图4。配位聚合物的晶体数据和结构精修配位聚合物的键长和键角对称码:(i)x,y,z-1；(ii)-x+1,-y+1,-z+2；(iii)-x+1,-y+1,-z+1.配位聚合物的氢键参数D-H···Ad(D-H)d(H···A)d(D···A)<(DHA)O(1)-H(1A)...O(2)vi0.852.042.865(3)163.4O(1)-H(1B)...O(5)vii0.852.463.037(3)125.7O(3)-H(3A)...O(5)viii0.852.112.931(3)162.9O(3)-H(3B)...N(5)ix0.852.062.888(3)164.5O(2)-H(2B)...O(4)x0.852.082.916(3)168.8O(2)-H(2A)...O(3)0.852.052.818(4)150.2对称码:(vi)x+1,y,z-1；(vii)-x+1,-y+2,-z+1；(viii)-x,-y+2,-z+2；(ix)x-1,y,z；(x)x,y-1,z+1.X-射线单晶衍射分析结果显示，该配位聚合物属于三斜晶系，空间群不对称单元包含半个Cu(II)离子，一个1,4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物，其特征在于：分子式为为C

【技术特征摘要】
1.一种具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物，其特征在于：分子式为为C50H54CuF4N12O10，所述具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物为三斜晶系，P_1空间群，晶胞参数为α＝69.022(5)°,β＝74.409(5)°,γ＝77.635(6)°,2.根据权利要求1所述的一种具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物，其特征在于：所述具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物中Cu原子采取变形八面体构型。3.根据权利要求2所述的一种具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物，其特征在于：所述变形八面体构型为Cu原子和四个N原子、两个O原子配位；这四个N原子分别来自四个不同的1,4-二(咪唑亚甲基)苯，Cu-N键长分别为和两个O原子分别来自两个不同的配位水分子，Cu-O键长为4.根据权利要求1所述的一种具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物，其特征在于：四氟对苯二甲酸、四核水簇通过强氢键相互作用与配位水分子相连接形成三维结构。5.权利要求1所述的一种具有混合配体的含四核水簇铜配位聚合物的制备方法，其特征在于：将有机配体1,4-二(咪唑亚甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘康，马鼎璇，王磊，邓力铭，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37