具有阳离子骨架的镉化合物及其制备方法技术

具有阳离子骨架的镉化合物及其制备方法，基于2,5‑二(4‑吡啶基)嘧啶(bpyp)配体合成的镉配合物，化学式为C49H41Cd3N11O16，单斜晶系，空间群为P21/c，单胞参数为α＝γ＝90°，β＝105.154°(2)；单胞体积本发明专利技术的优点是：2,5‑二(4‑吡啶基)嘧啶配体含有三个氮原子，其中两端氮原子易和金属离子配位，而中间吡啶基上的氮原子由于空间位阻的作用，使得该氮原子很难与金属离子配位，这样基于2,5‑二(4‑吡啶基)嘧啶配体所形成的配合物将具有活性基团(吡啶基团)，而具有活性基团的配合物往往具有特殊的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化合物，更具体地说镉化合物，尤其涉及一种具有阳离子骨架的镉化合物及其制备方法。
技术介绍
设计和构筑具有特定结构和特殊功能的金属-有机聚合物是科学家们一直以来长期研究的课题。然而构筑具有特定结构和功能的配位聚合物受很多方面的影响，如反应溶剂、反应温度、酸碱度等，特别是参与配位的金属离子和有机配体的结构。我们知道，二价氧化态的镉离子具有多种形式的配位方式。化学家们已经合成了各种各样的镉功能配位聚合物。特别是开发了他们在新型材料中的应用，如气体吸附、生物活性、分子导线以及催化等方面。具有活性位点的荧光金属-有机骨架(LMOFs)化合物，如化合物的结构上具有活性官能团或在孔道中有独立的离子等特点。这些化合物由于可以进行后修饰，因此，该类化合物在新型材料方面得到了快速的发展，特别是在化学传感器方面扮演着重要的角色。因为LMOFs化学传感器具有反应快、应用方便、成本低等特点。因此，在现阶段定向合成具有多个活性位点的荧光金属-有机骨架化合物是十分必要的。根据文献查阅，对基于2,5-二(4-吡啶基)嘧啶(bpyp)类镉配合物的研究尚未报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，本专利技术目的之一提供一种具有阳离子骨架的镉化合物。本专利技术目的之二还提供一种制备本专利技术镉化合物制备方法。本专利技术目的之三提供本专利技术镉化合物的应用。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种具有阳离子骨架的镉化合物，所述镉化合物的配位环境如下：优选地，所述化合物的化学式为C49H41Cd3N11O16，单斜晶系，空间群为P21/c，单胞参数为α＝γ＝90°,β＝105.154°(2)；单胞体积Z＝2。优选地，所述的具有阳离子骨架的镉化合物的制备方法，将2,5-二(4-吡啶基)嘧啶配体和前驱体Cd(CH3COOH)2·2H2O一起放入10ml的小玻璃瓶中，所述配体与镉前驱体的摩尔比为1:1-5，加入N,N'-二甲基甲酰胺有机溶剂，滴加2-10滴HNO3溶液，测其pH为6-7，此时溶液为澄清。将密封的小玻璃瓶放入鼓风干燥箱中加热到100℃-150℃，加热时间为5-15天，然后以5-10℃/h的速率降到室温，此时小玻璃瓶内有无色的块状晶体析出，然后用DMF溶液洗2-8次得到纯净的无色晶体，产率：40-80％。优选地，该配合物在荧光传感中的应用。优选地，该配合物在气体吸附中的应用。优选地，该配合物在电化学检测中的应用。化合物(Ⅰ)结构的测定将小玻璃瓶内的物质用DMF洗干净，然后挑选质量和尺寸合适的晶体置于Bruker-AXSSMARTCCDX-单晶仪上，晶体数据用单色纯化的Mo-Kα射线进行扫描(石墨单色器)，其中λ为ω为0.3°，收集晶体1的衍射数据，SAINT软件进行衍射数据的还原，用SADABS路线进行吸收校正。化合物1的晶体结构采用直接法通过SHELXTL软件进行解析。化合物1的解析和精修用SHELXL-97程序包完成。化合物(Ⅰ)孔道中一个游离硝酸根分子高度无序，射点较弱。我们在精修过程中用SQUEEZE程序和PLATON软件对无序的原子进行了移除，化合物1中的游离分子最终通过元素分析和热重分析得到。化合物(Ⅰ)的相关晶体学数据列于表1中。3.化合物1的结构描述水热合成法得到了一例新化合物(Ⅰ)。单晶衍射分析表明化合物(Ⅰ)是具有P21/c的单斜晶系。在化合物(Ⅰ)中，每个独立单元含有两个独立的镉原子，两个镉原子都是六配位的在空间形成扭曲的五角双锥的结构，正如图1所示。Cd1原子被配位到两个bpyp,三个HCOO-和一个水分子上，平均的Cd1–O和Cd1–N的键长分别为2.315和Cd2原子配位的四个氧原子来自HCOO-，两个氮原子来自bpyp配体。化合物1中的甲酸根离子来自有机溶剂DMF的分解。图2展现了八个HCOO-与六个镉离子所形成的闭合金属环结构，这些闭合金属环进一步通过bpyp配体连接成三维的孔道结构。感兴趣的是，化合物(Ⅰ)的孔道中含有阴离子NO3-，这使得化合物(Ⅰ)呈现为阳离子骨架结构。此外，化合物(Ⅰ)中未配位的吡啶氮原子都伸向孔道中。因此，化合物(Ⅰ)是具有多个活性位点的微孔化合物。本专利技术与现有技术相比较，具有的优点是：1、2,5-二(4-吡啶基)嘧啶配体含有三个氮原子，其中两端氮原子易和金属离子配位，而中间吡啶基上的氮原子由于空间位阻的作用，使得该氮原子很难与金属离子配位，这样基于2,5-二(4-吡啶基)嘧啶配体所形成的配合物将具有活性基团(吡啶基团)，而具有活性基团的配合物往往具有特殊的性能。2、2,5-二(4-吡啶基)嘧啶配体是线型配体，易形成多边形的亚分子，这些亚分子易形成更高维数的金属-有机孔道聚合物。3、2,5-二(4-吡啶基)嘧啶有机物为共轭配体，可作为光接受体传递能量给金属离子，形成新型无机-有机混合荧光材料。4、该非心配合物有良好的蓝色荧光特性，其荧光强度较大，在450nm附近发出较强的蓝色荧光。5、与大多数配合物不同，经水热合成的该化合物结构中不含水分子，室温下长期稳定存在。6、原位配体水热合成方法，易操作、原料来源充足、生产成本低廉、化合物合成的产率较高，纯度也很高以及重复性好，使得其适合扩大化生产的要求。7、该孔道化合物具有多个活性位点，这使得化合物在荧光传感、电化学检测以及吸附等方面将具有优越的性能。附图说明图1为本专利技术化合物的配位环境图。图2为本专利技术化合物孔道中存在NO3-离子。图3为本专利技术实施例1制备的化合物热重曲线图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但并不构成对本专利技术的任何限制。实施例1具有阳离子骨架的镉化合物，化学式为C49H41Cd3N11O16，单斜晶系，空间群为P21/c，单胞参数为α＝γ＝90°，β＝105.154°(2)；单胞体积Z＝2。具体晶体数据见表1。表1化合物1的晶体数据aR1＝Σ||Fo|–|Fc|)/Σ|Fo|；wR2＝[Σw(Fo2–Fc2)2/Σw(Fo2)2]1/2具有阳离子骨架的镉化合物的制备方法，将2,5-二(4-吡啶基)嘧啶配体和Cd(CH3COOH)2·2H2O一起放入10ml的小玻璃瓶中，加入N,N'-二甲基甲酰胺(DMF)有机溶剂，滴加5滴HNO3溶液，测其pH为7.5，此时溶液为澄清。将密封的小玻璃瓶放入鼓风干燥箱中加热到105℃，加热时间为7天，然后以8℃/h的速率降到室温，此时小玻璃瓶内有无色的块状晶体析出，然后用DMF溶液洗6次得到纯净的无色晶体，产率:40％。图3为化合物的热重分析图。热重分析图表明化合物在70-140℃间失重为2.61％，相对于失去两个配位的水分子(计算值为2.75％)。从140-185℃热重图呈现一个平台，然后化合物1的框架发生坍塌。因此，化合物1能稳定到185℃。具有阳离子骨架的镉化合物在荧光传感中的应用。实施例2化合物同实施例1，不同制备方法与用途在于：所述的具有阳离子骨架的镉化合物的制备方法，将2,5-二(4-吡啶基)嘧啶配体和前驱体Cd(CH3COOH)2·2H2O一起放入10ml的小玻璃瓶中，所述配体与镉前驱体的摩尔比为1:1-5，加入N,N'-二甲基甲酰胺有机溶剂，滴加10滴HNO3溶液，测其pH为7，此时溶液为澄清。将密封的小玻璃瓶放入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有阳离子骨架的镉化合物，其特征在于：所述镉化合物的配位环境如下

【技术特征摘要】
1.一种具有阳离子骨架的镉化合物，其特征在于：所述镉化合物的配位环境如下2.根据权利要求1所述的具有阳离子骨架的镉化合物，其特征在于：所述化合物的化学式为C49H41Cd3N11O16，单斜晶系，空间群为P21/c，单胞参数为α＝γ＝90°，β＝105.154°(2)；单胞体积Z＝2。3.一种权利要求1所述的具有阳离子骨架的镉化合物的制备方法，其特征在于：将2,5-二(4-吡啶基)嘧啶配体和前驱体Cd(CH3COOH)2·2H2O一起放入10ml的小玻璃瓶中，所述配体与镉前驱体的摩尔比为1:1-5，加入N,N'-二甲基甲酰胺有机溶剂，滴加2-10...

【专利技术属性】
技术研发人员：金俊成，徐光年，高迎春，杨梅，吕红，
申请(专利权)人：皖西学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34