本发明专利技术提供一种以刚性芳香多羧酸为配体的MOFs模拟酶材料及合成方法。该方法包括以配体、金属盐或其水合物为反应物，在溶剂存在的条件下，反应制得所述MOFs模拟酶材料，所述配体包括3,3',5,5'‑联苯四羧酸、2,2'‑联吡啶。本发明专利技术有目的性地对合成该种MOFs材料的有机配体和金属离子进行了选择，获得了具有良好模拟酶性质和荧光性质的MOFs材料。
MOFs mimetic enzyme material with rigid aromatic polycarboxylic acid as ligand and its synthesis method
The invention provides a MOFs mimic enzyme material with rigid aromatic polycarboxylic acid as ligand and a synthesis method. The method comprises a ligand, a metal salt or its hydrate as a reactant, and the MOFs mimic enzyme material is prepared by reaction in the presence of a solvent. The ligand comprises 3,3', 5,5', biphenyltetracarboxylic acid and 2,2'-bipyridine. The organic ligand and metal ion for synthesizing the MOFs material are purposefully selected, and the MOFs material with good mimic enzyme and fluorescence properties is obtained.
【技术实现步骤摘要】
以刚性芳香多羧酸为配体的MOFs模拟酶材料及合成方法
本专利技术涉及化学合成
，特别是涉及一种以刚性芳香多羧酸为配体的MOFs模拟酶材料及合成方法。
技术介绍
MOFs是Metal-OrganicFrameworks的缩写，即金属-有机骨架化合物，是金属-有机配位聚合物的一种，这是一类新的材料，MOFs材料中包括有机配体和金属离子并具有典型的多孔结构，使得他们可以具有广泛的发光现象，MOFs为固态发光材料的开发提供了一个独特的平台，因为它们具有一定的结构可预测性，此外，它们还为晶体形式的荧光团提供了良好的环境。刚性芳香多羧酸具有多羧酸基团的结构，因而配位模式非常丰富，与金属离子可以以螯合、桥联的形式结合，形成零维至三维的具有新颖空间结构的配位聚合物。由于这类金属-芳族多元羧酸的配位聚合物材料具有良好的吸附、催化、磁性、光学等性质，因此被广泛应用于气体存储与分离、医药以及传感等领域。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种以刚性芳香多羧酸为配体的MOFs模拟酶材料及合成方法。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种以刚性芳香多羧酸为配体的MOFs模拟酶材料的合成方法，包括以配体、金属盐或其水合物为反应物，在溶剂存在的条件下，反应制得所述MOFs模拟酶材料，所述配体包括3,3',5,5'-联苯四羧酸(即H4BPTC)、2,2'-联吡啶。也即是说，反应物可以是配体与金属盐，也可以是配体与金属盐的水合物。可选地，按质量计，m总配体：m金属盐或其水合物＝(1-2)：1，还可以为(1-1.8)：1，还可以为(1.2-1.8)：1，还可以为(1.2-1.7)：1。可选地，所述溶剂包括有机溶剂和无机溶剂。可选地，所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺(简称DMF)、乙醇(简称EtOH)中的至少一种。可选地，所述无机溶剂选自水。可选地，所述有机溶剂与无机溶剂的体积比为(1-2)：(1-2)。可选地，所述金属盐或其水合物选自NiSO4、NiSO4·6H2O、CoCl2、CoCl2·6H2O中的至少一种。可选地，反应温度为150-170℃。本专利技术还提供上述合成方法制得的MOFs模拟酶材料。如上所述，本专利技术的以刚性芳香多羧酸为配体的MOFs模拟酶材料及合成方法，具有以下有益效果：本专利技术有目的性地对合成该种MOFs材料的有机配体和金属离子进行了选择，获得了具有良好模拟酶性质和荧光性质的MOFs材料。附图说明图1.1(a)显示为化合物1的不对称单元图。图1.1(b)显示为本专利技术实施例1的化合物1的Ni离子的配位环境图。图1.2(a)显示为化合物1的一维链状结构空间排列图。图1.2(b)、图1.2(c)显示为化合物1的一维链状结构空间排列图。图2.1(a)显示为化合物2的不对称单元图。图2.1(b)显示为化合物2的Co离子配位环境图。图2.2显示为化合物2的三维空间结构图。图2.3(a)显示为化合物3的不对称结构单元图。图2.3(b)显示为化合物3的3D结构图。图3显示为化合物1的差热-热重曲线图。图4显示为化合物2的差热-热重曲线图。图5显示为化合物3的差热-热重曲线图。图6(a)显示为配体H4BPTC的固态发射光谱图。图6(b)显示为化合物1的固态发射光谱图。图6(c)显示为化合物2的固态发射光谱图。图6(d)显示为化合物3的固态发射光谱图。图7(a)显示为化合物1的模拟酶活性图。图7(b)显示为化合物2的模拟酶活性图。图7(c)显示为化合物3的模拟酶活性图。图8显示为化合物1的模拟酶性质的与双氧水浓度间的关系图。图9显示为化合物1的模拟酶性质的与TMB浓度间的关系图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。本专利技术的研究意义在于：我们有目的性的对合成该种MOFs材料的有机配体和金属离子进行了选择，以获得具有良好模拟酶性质和荧光性质的MOFs材料。主要利用H4BPTC与2,2'-联吡啶(bipy)为配体在不同金属盐、不同配比、不同溶剂、不同温度的条件下，采用溶剂热的方法合成金属-有机配位聚合物。最终两个金属有机配位聚合物被合成出来，并且解析了他们的结构，进行了红外光谱、热重分析、荧光分析等一系列表征和分析。以下实施例合成的三种化合物均具有荧光性质，并且也都具有过氧化物模拟酶活性。其中，我们研究了化合物1的过氧化物模拟酶活性与过氧化氢的浓度、底物TMB的浓度的关系，同时，化合物1也可以产生非常明显的显色反应，故其在实际应用中极具潜力。实施例1化合物Ni(H2BPTC)(bipy)(H2O)2]·H2O(1)的合成分别称取反应物：0.017g3,3',5,5'-联苯四羧酸、0.015g2,2'-联吡啶、0.026gNiSO4·6H2O，加入到不锈钢反应釜的内衬中，而后加入2mLDMF、2mLH2O，搅拌15分钟，将混合物置于160℃的烘箱内反应，反应时间为8天，然后取出，自然冷却至室温，可得到棒状淡蓝色透明晶体。再用DMF：H2O体积比为1:1的混合溶液洗涤产品，干燥后得到的产品的产率约为69％(basedonH4BPTC)。该实施例制得化合物简称化合物1。实施例2化合物Co2(BPTC)(bipy)(H2O)]·H2O(2)的合成分别称取反应物：0.050gH4BPTC、0.031g2,2'-联吡啶、0.048gCoCl2·6H2O，加入到不锈钢反应容器的内衬中，而后取3mL乙醇、3mLH2O，再依次加入反应容器中，并搅拌10分钟，将混合物置于160℃的烘箱内反应，反应时间为7天，然后取出，放置在自然条件下，冷却至室温，可得到晶体，该晶体形貌为细长针状深紫色透明晶体，再用EtOH：H2O体积比为1:1的混合溶液洗涤产品，干燥后得到的产品的产率约为87％(basedonH4BPTC)。该实施例制得化合物简称化合物2。实施例3分别称取反应物：0.033gH4BPTC、0.031g2,2'-联吡啶、0.053gNiSO4·6H2O，加入到不锈钢反应容器的内衬中，而后取4mLDMF、4mLH2O，再依次加入反应容器中，并搅拌20分钟，将混合物置于160℃的烘箱内反应，反应时间为6天，然后取出自然冷却至室温，可得到棒状翠绿色透明晶体。再用DMF：H2O体积比为1:1的混合溶液洗涤产品，干燥后得到的产品的产率约为56％(basedonH4BPTC)。该实施例制得化合物简称化合物3。实施例1、2、3制得的化合物的晶体学数据如下：表1实施例1、2、3制得的化合物晶体学参数化合物1的晶体学结构分析化合物1的晶体属于空间群P21/c。如图1.1(a)所示为化合物1的不对称单元图，图1.1(b)所示为化合物1的Ni离子配位环境图，图1.2(a)所示为化合物1的一维链状结构图，图1.2(b)、图1.2(c)所示为化合物1的一维结构空间排列图。对于化合物1，不对称结构单元中包含了一个Ni2+离子、一个H2BPTC2-、一个bipy分子、两个配位水分子、一个游离的水分子。六配位的Ni2+分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种以刚性芳香多羧酸为配体的MOFs模拟酶材料的合成方法，其特征在于：包括以配体、金属盐或其水合物为反应物，在溶剂存在的条件下，反应制得所述MOFs模拟酶材料，所述配体包括3,3',5,5'‑联苯四羧酸、2,2'‑联吡啶。
【技术特征摘要】
1.一种以刚性芳香多羧酸为配体的MOFs模拟酶材料的合成方法，其特征在于：包括以配体、金属盐或其水合物为反应物，在溶剂存在的条件下，反应制得所述MOFs模拟酶材料，所述配体包括3,3',5,5'-联苯四羧酸、2,2'-联吡啶。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：按质量计，m总配体：m金属盐或其水合物＝(1-2)：1。3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述溶剂包括有机溶剂和无机溶剂。4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于：所述有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺(简称DMF...
【专利技术属性】
技术研发人员：周琦，付文升，刘颖欣，张霞丽，刘阳，罗剑渝，钟峥嵘，
申请(专利权)人：重庆师范大学，重庆明珠环保工程有限公司，重庆明珠佳境环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50
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