一种Cu（Ⅱ）超分子配合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种Cu（Ⅱ）超分子配合物及其制备方法，是以3,5‑二硝基苯甲酸、咪唑和乙酸铜为原料，以甲醇水溶液为溶剂，用三乙胺调节pH至8~9，于80~100℃下反应20~24h，冷却、洗涤、干燥，得到蓝色长条状晶体，即为Cu（Ⅱ）超分子配合物。该Cu（Ⅱ）超分子配合物的化学式为Cu（DNBC）（Im），其中DNBC为3,5‑二硝基苯甲酸，Im为咪唑，晶系为单斜晶系，空间群为

A Cu (\u2161) supramolecular complex and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种Cu（Ⅱ）超分子配合物及其制备方法
本专利技术涉及一种Cu（Ⅱ）超分子配合物及其制备方法，属于材料化学领域。
技术介绍
近年来，纳米材料和配位化学的快速发展给古老的无机化学注入了无穷的生命力，超分子配合物兼具有无机和有机的成分，通过设计合适的有机多齿配体和金属盐反应，并调节不同影响因素，得到具有不同新颖结构的超分子配合物，是当今化学、物理、材料、医学和生物学等领域的前沿和热点课题。利用分子识别和分子组装原理来设计和构筑具有新颖结构的配位超分子，研究构筑具有特定生物学功能的超分子体系，对揭示生命现象和过程具有重要意义，为材料科学提供新的应用体系，为物理化学等多学科交叉研究提供了新的思路和方向。羧酸类配体是构筑配位聚合物常用的一类配体，羧基以其灵活多样的配位模式(单齿、双齿、桥联等)而被广泛地应用于配合物的设计和合成中。羧基自身的负电性能与阳离子的正电性相补偿，从而减缓抗衡离子效应。此外，分子间的一些弱相互作用，如氢键和π-π堆积作用等，都进一步增强了其结构的稳定性。咪唑不仅具有强的配位能力，而且是氢键的供给体，因而被广泛应用于过渡金属配位聚合物的制备。尤其含咪唑结构配体与过渡金属离子形成的配合物具有优良的物理和化学性质，在化学、生物和材料等领域具有潜在的应用价值。因此，我们以3，5-二硝基苯甲酸和咪唑为配体与过渡金属离子Cu（Ⅱ）反应，制得Cu（Ⅱ）超分子配合物。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种Cu（Ⅱ）超分子配合物及其制备方法；一、Cu（Ⅱ）超分子配合物的制备本专利技术Cu（Ⅱ）超分子配合物的制备方法，是以3,5-二硝基苯甲酸、咪唑和乙酸铜为原料，以甲醇水溶液为溶剂，用三乙胺调节pH至8~9，于80~100℃下反应20~24h，冷却、洗涤、干燥，得到蓝色长条状晶体，即为Cu（Ⅱ）超分子配合物。其中，3,5-二硝基苯甲酸、咪唑和乙酸铜的摩尔比为1:1:1~2:2:1；甲醇水溶液中，甲醇的体积百分数为50~60%。二、Cu（Ⅱ）超分子配合物的结构图1为Cu（Ⅱ）超分子配合物的单晶图，从图中可以看到该Cu（Ⅱ）超分子配合物为较大形状规则的蓝色长条状晶体。将制备的Cu（Ⅱ）超分子配合物进行X射线衍射测试，得到该Cu（Ⅱ）超分子配合物的X射线衍射图谱（图2），由图可以看出图谱四个强峰位置明显，（011）（2θ=9.758）、（013）（2θ=15.346）、（120）（2θ=23.932）、（-1-31）（2θ=31.301），表明所合成样品结晶度良好。对X射线衍射数据利用Olex2软件进行精修，得到该Cu（Ⅱ）超分子配合物的结构单元图（图3）。如图3所示，该Cu（Ⅱ）超分子配合物其化学式为Cu（DNBC）（Im），其中DNBC为3,5-二硝基苯甲酸，Im为咪唑，晶系为单斜晶系，空间群为P21/c，晶格常数a=5.5698（2）Å，b=10.0204（3）Å，c=21.2903（6）Å，V=1181.4(7)Å3，Z=2；中心金属铜原子为二配位，分别与1个N（来自咪唑配体）和两个羧基O（来自3,5-二硝基苯甲酸配体）配位；Cu-O之间的平均距离为1.939Å，Cu-N之间的平均距离1.943Å，平均距离几乎相等，说明N和O的配位能力相当；N-Cu-O三个原子之间形成的键角为90.823°；配合物分子之间以非共价键弱相互作用为基础，通过氢键、范德华力、空间位置匹配、静电作用(离子作用、氢键)和堆砌作用(疏水作用、芳环堆砌)等连接成三维网状超分子结构。综上所述，本专利技术以3,5-二硝基苯甲酸、咪唑和乙酸铜为原料，利用水热法制备Cu（Ⅱ）超分子配合物，制备方法简单，晶体生长速度较快，应力小，均匀性好且具有较完整的外形。该配合物分子之间是以非共价键弱相互作用为基础，通过氢键、范德华力、空间位置匹配、静电作用(离子作用、氢键)和堆砌作用(疏水作用、芳环堆砌)等连接成三维网状超分子结构。该Cu（Ⅱ）超分子配合物在分子识别、包结催化、吸附分离及储氢材料等方面都具有重要的潜在应用前景。附图说明图1为Cu（Ⅱ）超分子配合物的单晶图；图2为Cu（Ⅱ）超分子配合物的X射线衍射图谱；图3为Cu（Ⅱ）超分子配合物的结构单元图。具体实施方式实施例1称取纯度为99.0%的3,5-二硝基苯甲酸（0.2143g，1mmol）、纯度为99.0%的咪唑(0.0688g，1mmol）、纯度为99.0%为乙酸铜（0.1834g，1mmol），加入10mL甲醇水溶液（V(EtOH):V水=1:1）中，搅拌混合均匀，用三乙胺缓慢调节至8，然后将溶液转移到内衬为聚四氟乙烯的反应釜中，封好，拧紧，将反应釜置于电子控温烘箱中，于100℃下反应24h，设置升温速率为5℃/min～7℃/min），降温速率为1℃/h～5℃/h，等降温至室温时，用水洗涤晶体、干燥，得到较大的形状规则的蓝色长条状晶体，即为Cu（Ⅱ）超分子配合物。实施例2称取纯度为99.0%的3,5-二硝基苯甲酸（0.4285g，2mmol）、纯度为99.0%的咪唑(0.0688g，1mmol）、纯度为99.0%为乙酸铜（0.1834g，1mmol），加入10mL甲醇水溶液（V(EtOH):V水=1:1）中，搅拌混合均匀，用三乙胺缓慢调节至9，然后将溶液转移到内衬为聚四氟乙烯的反应釜中，封好，拧紧，将反应釜置于电子控温烘箱中，于80℃下反应24h，设置升温速率为5℃/min～7℃/min），降温速率为1℃/h～5℃/h，等降温至室温时，用水洗涤晶体、干燥，得到较大的形状规则的蓝色长条状晶体，即为Cu（Ⅱ）超分子配合物。实施例3称取纯度为99.0%的3,5-二硝基苯甲酸（0.4285g，2mmol）、纯度为99.0%的咪唑(0.1376g，2mmol）、纯度为99.0%为乙酸铜（0.1834g，1mmol），加入10mL甲醇水溶液（V(EtOH):V水=1:1）中，搅拌混合均匀，用三乙胺缓慢调节至8，然后将溶液转移到内衬为聚四氟乙烯的反应釜中，封好，拧紧，将反应釜置于电子控温烘箱中，于100℃下反应20h，设置升温速率为5℃/min～7℃/min），降温速率为1℃/h～5℃/h，等降温至室温时，用水洗涤晶体、干燥，得到较大的形状规则的蓝色长条状晶体，即为Cu（Ⅱ）超分子配合物。实施例1-3制得的Cu（Ⅱ）超分子配合物结构单元图如图3所示，该Cu（Ⅱ）超分子配合物其化学式为Cu（DNBC）（Im），其中DNBC为3,5-二硝基苯甲酸，Im为咪唑，晶系为单斜晶系，空间群为P21/c，晶格常数a=5.5698（2）Å，b=10.0204（3）Å，c=21.2903（6）Å，V=1181.4(7)Å3，Z=2；中心金属铜原子为二配位，分别与1个N（来自咪唑配体）和两个羧基O（来自3,5-二硝基苯甲酸配体）配位。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Cu（Ⅱ）超分子配合物的制备方法，是以3,5-二硝基苯甲酸、咪唑和乙酸铜为原料，以甲醇水溶液为溶剂，用三乙胺调节pH至8~9，于80~100℃下反应20~24h，冷却、洗涤、干燥，得到蓝色长条状晶体，即为Cu（Ⅱ）超分子配合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种Cu（Ⅱ）超分子配合物的制备方法，是以3,5-二硝基苯甲酸、咪唑和乙酸铜为原料，以甲醇水溶液为溶剂，用三乙胺调节pH至8~9，于80~100℃下反应20~24h，冷却、洗涤、干燥，得到蓝色长条状晶体，即为Cu（Ⅱ）超分子配合物。


2.如权利要求1所述一种Cu（Ⅱ）超分子配合物的制备方法，其特征在于：3,5-二硝基苯甲酸、咪唑和乙酸铜的摩尔比为1:1:1~2:2:1。

【专利技术属性】
技术研发人员：阮明岳，杨长琴，王磊，魏太保，林奇，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62