一种具有混合配体的含六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六核水簇铜配位聚合物的制备方法。一种具有混合配体的含六核水簇铜配位聚合物，分子式为C

Copper coordination polymer containing six nuclear water cluster with mixed ligand and preparation method thereof

The invention relates to the technical field of inorganic organic hybrid materials, in particular to a preparation method of a copper complexing polymer containing six nuclei and a water cluster with a mixed ligand. A copper coordination polymer containing six nuclei with a mixed ligand. The formula is C

【技术实现步骤摘要】
一种具有混合配体的含六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六核水簇铜配位聚合物及其制备方法。
技术介绍
近年来，由于配位聚合物其结构的多样性和可调控性，其应用已推广到吸附、催化、光学、电学、磁性等领域，对配位聚合物结构和性能的研究引起人们的广泛关注。在过去的十几年中，大量的配位聚合物被成功合成。靶向合成特定拓扑结构的配位聚合物可以通过对有机配体进行设计和对金属离子进行选择来实现，然而精确控制配位聚合物的自组装过程是非常困难的，许多反应条件的微小变化都可能影响自组装的结果。有机配体、金属离子、有机配体与金属离子之比，溶剂和pH值等因素都会影响配位聚合物的最终结构，从而导致出乎意料的结构多样性。有机配体在配位聚合物的构筑中起到了十分重要的作用，通过选择不同的柔性或刚性的有机配体可以得到不同的结构。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1,3-二(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六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六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六核水簇铜配位聚合物，分子式为C36H44CuF4N8O12，所述聚合物为三斜晶系，P_1空间群，晶胞参数为α＝91.465(5)°,β＝94.945(6)°,γ＝108.080(7)°,一种具有混合配体的含六核水簇铜配位聚合物的制备方法：将有机配体1,3-二(咪唑亚甲基)苯、四氟对苯二甲酸以及可溶性铜盐加入至乙醇、水和氨水的混合溶液中，搅拌均匀，转移至密闭容器中缓慢升温至溶剂热条件下进行反应，反应一段时间后冷却至室温可得所述铜配位聚合物。所述1,3-二(咪唑亚甲基)苯英文名称为1,3-bis(imidazole-1-ylmethyl)-benzene，其化学结构式如下所示：进一步的，所述1,3-二(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1.0～2.0:0.5～1.5:2.8～5.2。进一步优选的，所述1,3-二(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1.5:1:3。进一步的，所述乙醇、水和氨水的体积比为2.5～3.5:2.5～3.5:0.4～0.6。进一步的，所述加热温度为100～140℃。进一步的，所述反应时间为12～48小时。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。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的含有六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。本专利技术的含六核水簇铜配位聚合物合成方法简单，无污染，产品结晶度高。该含六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六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六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六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六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1.5mmol的1,3-二(咪唑亚甲基)苯、1.0mmol的四氟对苯二甲酸以及3.0mmol的硝酸铜加入至3ml乙醇、3ml水和0.5ml氨水的混合溶液中，搅拌均匀，转移至密闭容器中缓慢升温120℃溶剂热条件下进行反应，反应24小时后冷却至室温可得所述铜配位聚合物C36H44CuF4N8O12，产率80.1％(基于Cu)。取实施例1制备的具有混合配体的含六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7.79，10.73，11.44，11.95，13.56，14.28，15.70，16.81，18.23，20.77，21.68，24.83，28.37，36.09有衍射峰。取实施例1制备的具有混合配体的含六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六核水簇铜配位聚合物进行结构表征。该具有混合配体的含六核水簇铜配位聚合物的单晶X-射线衍射数据在RigakuRAXIS-RAPID衍射仪上收集，用经石墨单色器单色化的钼靶Kα射线()，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。全部强度数据均经过SADABS程序作半经验吸收矫正。结构解析和精修通过Olex2.0软件调用SHELX程序包进行。用SHELXS解析粗结构，用SHELXL对所有非氢原子坐标及其各向异性热参数基于F2进行全矩阵最小二乘法修正至收敛。水分子的氢原子坐标根据理论位置(C-H)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+1,-y+2,-z；(ii)x,y,z+1；(iii)-x+1,-y+2,-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(1E)...O(5)0.758(10)2.14(3)2.851(6)155(8)O(1)-H(1D)...O(2)vi0.762(10)2.31(6)2.866(10)131(7)O(2)-H(2C)...O(1)vii0.763(10)2.12(5)2.836(7)156(11)O(2)-H(2A)...O(4)iv0.767(10)2.27(3)3.016(10)166(11)O(3)-H(3A)...O(6)viii0.851.912.748(3)170.3O(3)-H(3B)...O(6)ix0.852.022.832(3)159.5O(4)-H(4B)...O(6)0.851(10)2.30(5)2.907(7)129(6)O(4)-H(4A)...O(1)x1.007(10)1.98(3)2.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有混合配体的含六核水簇铜配位聚合物，其特征在于：分子式为C

【技术特征摘要】
1.一种具有混合配体的含六核水簇铜配位聚合物，其特征在于：分子式为C36H44CuF4N8O12。2.根据权利要求1所述的一种具有混合配体的含六核水簇铜配位聚合物，其特征在于：所述聚合物为三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为α＝91.465(5)°,β＝94.945(6)°,γ＝108.080(7)°,3.权利要求1所述的一种具有混合配体的含六核水簇铜配位聚合物的制备方法，其特征在于：将有机配体1,3-二(咪唑亚甲基)苯、四氟对苯二甲酸以及可溶性铜盐加入至乙醇、水和氨水的混合溶液中，搅拌均匀，转移至密闭容器中缓慢升温至溶剂热条件下进行反应，反应一段时间后冷却至室温可得所述铜配位聚合物。4.根据权利要求3所述的一种具有混合配体的含六核水簇铜配位聚合物的制备方法，其特征在于：所述1,3-二(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....

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