一种钌多吡啶配合物光敏剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种钌多吡啶配合物光敏剂及其制备方法。本发明专利技术的钌多吡啶配合物光敏剂的制备为2,2`‑联吡啶与三氯化钌反应制得中间体Ru(bpy)2Cl2，再和5‑氨基‑1,10‑菲啰啉反应得[Ru(bpy)2(PhenNH2)][PF6]2，再将其与丁二酸酐、N,N'‑二环己基碳二亚胺和N‑羟基琥珀酰亚胺反应得钌多吡啶配合物光敏剂，该钌多吡啶配合物光敏剂在350～550nm的可见光区域有高效的吸收能力。本发明专利技术所述钌多吡啶配合物具有制备方法简单、设备简单、成本低，适合应用与光化学反应中的诸多领域，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种钌多吡啶配合物光敏剂及其制备方法
本专利技术涉及是一种钌多吡啶配合物光敏剂及其制备方法，属于有机合成领域。
技术介绍
有效利用太阳能以驱动催化需要开发强大健全的系统，其中可以通过光照触发电子转移导致催化中心的活化的方式最终将光能转化为可储存的化学能；钌是铂族金属中的一种稀有金属元素，在催化、工业生产等方面都起着至关重要的作用，钌最外层具有4d75s1结构，其常见价态为Ru(Ⅰ)、Ru(Ⅱ)和Ru(Ⅲ)，并易于形成六配位的配合物，具有激发态反应活性高、寿命长、热力学稳定性好、光化学光物理信息丰富及发光性能好等特性，目前已有很多被广泛应用于非线性光学材料、化学发光、分子识别、分子光开关电子转移和光催化降解水及有机物等领域的研究。此外，一些联吡啶钌具有优异的的稳定性，对400～600nm的可见光有高效的吸收能力，已经广泛的应用于光催化反应的诸多领域，比如光解水制氢，以及与一些酶协同作用促进两者之间的电子转移，为了提高光化转换效率，设计合成新型的性能更加优良的钌配合物具有非常重要的实际意义，开发更为实用性的合成工艺也变得尤为迫切。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种钌多吡啶配合物光敏剂及其制备方法。该钌多吡啶配合物光敏剂的制备具有方法简单、设备简单、成本低的特点。一种钌多吡啶配合物光敏剂的制备方法，包括以下步骤：(1)Ru(bpy)2Cl2的合成：将水合三氯化钌和2,2`-联吡啶溶于N,N`-二甲基甲酰胺，加热回流4h，蒸去大部分溶剂，加入少量丙酮，静置，减压抽滤出产物，用适量蒸馏水洗涤粗产品两次，再溶于乙醇/水混合溶液中，继续加热回流1小时，过滤，滤液加入氯化锂，充分搅拌，蒸去乙醇后，放在冰浴中冷却，静置2小时,过滤，真空干燥得黑色产物Ru(bpy)2Cl2。(2)[Ru(bpy)2(PhenNH2)][PF6]2的合成：将Ru(bpy)2Cl2和5-氨基-1,10-菲啰啉在甲醇水溶液中加热回流搅拌反应，冷却室温后蒸去甲醇，通过向剩余的水溶液中加入饱和六氟磷酸铵水溶液使络合物形成橙色沉淀，再对其通过氧化铝柱色谱上使用甲苯和乙腈的混合液为洗脱相进行柱色谱纯化得橙色产物[Ru(bpy)2(PhenNH2)][PF6]2。(3)最终产物的合成：将橙色固体[Ru(bpy)2(PhenNH2)](PF6)2和丁二酸酐在N,N`-二甲基甲酰胺中搅拌反应，通过旋转蒸发除去溶剂，得到深红色残余物。然后在搅拌下将N,N'-二环己基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺溶解在二甲基甲酰胺中，在冰浴中冷却。再加入上述得到的深红色残余物，将混合物搅拌反应后通过注射器式过滤器过滤除去形成的沉淀得到产物。优选的是，所述的钌多吡啶配合物光敏剂的制备方法中，步骤(1)中所述的水合三氯化钌为钌重量含量为37％的水合三氯化钌；所述的加入丙酮静置需放置在0℃条件下；所述的乙醇和水的混合液的体积比为1:1。优选的是，所述的钌多吡啶配合物光敏剂的制备方法中，步骤(2)中所述的Ru(bpy)2Cl2和5-氨基-1,10-菲啰啉在甲醇水溶液中加热回流搅拌反应时间为3h；步骤(2)中所述的甲苯和乙腈的混合洗脱液的体积比为1：2。优选的是，所述的钌多吡啶配合物光敏剂的制备方法中，步骤(3)中所述的橙色固体[Ru(bpy)2(PhenNH2)](PF6)2和丁二酸酐反应时间为1h；所述红色残余物与N,N'-二环己基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺的反应时间为3h。一种钌多吡啶配合物光敏剂的用途，所述的钌多吡啶配合物光敏剂用于制备可见光驱动酶-光敏剂的应用。本专利技术在温和条件下合成钌多吡啶配合物光敏剂，选用的原料简单易得，制备方法简单，具有成本低的优势。本专利技术所述的钌多吡啶配合物光敏剂能够通过1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐将钌多吡啶配合物光敏剂上的氨基与酶蛋白质中氨基酸上的羧基进行共价连接，从而形成可见光驱动酶-光敏剂的光催化系统。附图说明图1是本专利技术所述的钌多吡啶配合物光敏剂的化学结构式。图2是本专利技术所述的钌多吡啶配合物光敏剂紫外吸收光谱图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步加以说明。实施例1(1)称取三氯化钌1.56g和2,2`-联吡啶1.87g，加入干燥、洁净的烧瓶中，然后加入60mlN,N`-二甲基甲酰胺，加热回流4h后，蒸去大部分溶剂，剩下的溶液冷却至室温后，再加入50mL丙酮，控温0℃，静置24h，减压抽滤出产物，用适量蒸馏水洗涤粗产品两次，再溶于250mL乙醇/水(1:1)混合溶液中，继续加热回流1h，过滤，滤液加入20g氯化锂，充分搅拌，蒸去乙醇后，放在冰浴中冷却，静置2h,过滤得黑色晶体，真空干燥的产品。(2)将总计0.97g(2mmol)Ru(bpy)2Cl2和0.4g9-氨基-1,10-菲咯啉在30mlMeOH/H2O(1:2)中回流数小时。冷却至室温后，通过旋转蒸发除去MeOH，通过向剩余的水溶液中加入过量的NH4PF6使络合物沉淀,为橙色固体[Ru(bpy)2(PhenNH2)](PF6)2。通过在氧化铝柱色谱上使用甲苯：乙腈(1:2)作为洗脱液进行柱色谱纯化，收集第一条带。(3)将橙色固体[Ru(bpy)2(PhenNH2)](PF6)2和丁二酸酐在N,N`-二甲基甲酰胺中搅拌反应1h，通过旋转蒸发除去溶剂，得到深红色残余物。然后在搅拌下将N,N'-二环己基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺溶解在二甲基甲酰胺中，在冰浴中冷却。再加入上述得到的深红色残余物，将混合物搅拌反应3h后通过注射器式过滤器过滤除去形成的沉淀得到产物。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钌多吡啶配合物光敏剂，其特征在于，其化学结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种钌多吡啶配合物光敏剂，其特征在于，其化学结构式为：2.权利要求1所述的钌多吡啶配合物光敏剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：(1)将为钌重量含量为37％水合三氯化钌和2,2`-联吡啶溶于N,N`-二甲基甲酰胺，加热回流4h，蒸去大部分溶剂，加入少量丙酮，放置在0℃条件下静置，减压抽滤出产物，用适量蒸馏水洗涤粗产品两次，再溶于体积比为1:1的乙醇/水混合溶液中，继续加热回流1h，过滤，滤液加入氯化锂，充分搅拌，蒸去乙醇后，放在冰浴中冷却，静置2h，过滤，真空干燥得黑色产物Ru(bpy)2Cl2。(2)将Ru(bpy)2Cl2和5-氨基-1,10-菲啰啉在甲醇水溶液中加热回流搅拌反...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建红，陈骏刚，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32