一种自由基掺杂的配位聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种自由基掺杂的配位聚合物及其制备方法和应用，所述配位聚合物包括萘酰亚胺衍生物配体与金属离子中心，所述萘酰亚胺衍生物具有如式I所示结构，所述金属离子选自碱金属离子和/或碱土金属离子。所述配位聚合物通过萘酰亚胺衍生物、金属盐和溶剂配位反应得到，其中含有阴离子

【技术实现步骤摘要】
and nitrogen co-doped carbon dots and its applicationin immunosorbent assay”，Yang Weiqiang等，Talanta：The International Journal ofPure and Applied，2017，164，1-6)，并研究了其类过氧化物酶活性及其在免疫吸附分析中的应用。虽然上述纳米酶以掺杂碳点作为活性物质，不含有贵金属，但是纳米酶的活性偏低，抗菌性能较弱。
[0006]因此，开发一种高活性、低成本的能够产生自由基的材料，是本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种自由基掺杂的配位聚合物及其制备方法和应用，所述配位聚合物能够在光照条件下产生大量自由基，具有光致变色特性和抗菌活性；而且其中不含有贵金属，制备成本低，具有广阔的应用前景。
[0008]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种自由基掺杂的配位聚合物，所述配位聚合物包括萘酰亚胺衍生物配体与金属离子中心；所述萘酰亚胺衍生物具有如式I所示结构：
[0010][0011]式I中，n选自0～4的整数，例如0、1、2、3或4。
[0012]所述金属离子选自碱金属离子和/或碱土金属离子。
[0013]本专利技术提供的自由基掺杂的配位聚合物以具有式I所示结构的萘酰亚胺衍生物作为有机配体，以碱金属离子和/或碱土金属离子作为中心，带有两个磺酸根的有机配体分子和金属离子之间形成配位作用。所述配位聚合物中含有阴离子-π、孤对电子-π和CH-π等弱相互作用，为配合物内部电荷转移提供有效的途径，能够在光照条件下形成稳定的自由基掺杂的配位聚合物，产生大量自由基，具有光致变色性和抗菌活性，能够有效抑制和杀灭绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌或大肠杆菌等多种菌株。所述配位聚合物的中心离子为碱金属离子和/或碱土金属离子，相比于现有技术中含有金或铂的纳米酶，具有十分明显的成本优势，能够实现大规模应用。
[0014]本专利技术中，所述萘酰亚胺衍生物可以按照现有技术中公开的方法制备得到，例如参考Coordination-driven fast self-assembly of a charge-transfer hydrogel withreversible photochromism，Jian-Zhen Liao等，Dalton Transactions，2018，47，1027。
[0015]优选地，所述方法包括：1,4,5,8-萘四甲酸二酐与氨基烷基磺酸进行反应，得到所述萘酰亚胺衍生物；所述氨基烷基磺酸选自氨基甲磺酸、氨基乙磺酸、氨基丙磺酸、氨基丁磺酸或氨基戊磺酸；反应式如下：
[0016][0017]优选地，所述1,4,5,8-萘四甲酸二酐与氨基烷基磺酸的摩尔比为1:(1.8～2.5)，例如1:1.8、1:1.9、1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3或1:2.4等。
[0018]优选地，所述反应的时间为12～24h，例如13h、14h、15h、16h、17h、 18h、19h、20h、21h、22h或23h等。
[0019]优选地，所述反应的温度为110～150℃，例如115℃、120℃、125℃、130℃、 135℃、140℃或145℃等。
[0020]优选地，所述配位聚合物中萘酰亚胺衍生物配体与金属离子中心的摩尔比为1:(1～3)，例如1:1、1:2或1:3。
[0021]本专利技术中，所述碱金属离子选自锂离子、钠离子、钾离子、铷离子或铯离子中的任意一种或至少两种的组合，优选为钠离子和/或钾离子。
[0022]优选地，所述碱土金属离子选自镁离子、钙离子、锶离子或钡离子中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为钙离子。
[0023]优选地，所述配位聚合物中还包括配位水。
[0024]优选地，所述配位水与萘酰亚胺衍生物配体的摩尔比为(1～2):1。
[0025]另一方面，本专利技术提供一种如第一方面所述的配位聚合物的制备方法，所述制备方法包括：将萘酰亚胺衍生物、金属盐和溶剂混合，得到混合溶液；所述混合溶液进行配位反应，得到所述配位聚合物；所述金属盐为碱金属盐和/或碱土金属盐。
[0026]优选地，所述萘酰亚胺衍生物与金属盐的摩尔比为1:(1～10)，例如1:1.2、 1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、 1:8、1:8.5、1:9、1:9.5等。
[0027]优选地，所述金属盐包括金属卤盐、金属硝酸盐或金属硫酸盐中的任意一种或至少两种的组合。
[0028]优选地，所述金属卤盐包括金属氯盐。
[0029]本专利技术中，所述金属盐示例性地包括但不限于：硝酸锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铷、硝酸铯、硝酸镁、硝酸钙、硝酸锶、硝酸钡、氯化锂、氯化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯、氯化镁、氯化钙、氯化锶、氯化钡、硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷、硫酸铯、硫酸镁、硫酸钙、硫酸锶或硫酸钡中的任意一种或至少两种的组合。
[0030]优选地，所述溶剂为水，或水与醇类化合物的混合溶剂。
[0031]优选地，所述醇类化合物包括甲醇和/或乙醇。
[0032]优选地，所述混合溶剂中水与醇类化合物的体积比为1:(1～5)，例如1:1.2、 1:1.5、1:1.8、1:2、1:2.2、1:2.5、1:2.8、1:3、1:3.2、1:3.5、1:3.8、1:4、1:4.2、1:4.5或1:4.8等。
[0033]优选地，所述混合溶液中萘酰亚胺衍生物和金属盐的质量百分含量之和为 1～40％，例如2％、4％、6％、8％、10％、12％、15％、18％、20％、22％、25％、 28％、30％、32％、
35％或38％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0034]优选地，所述配位反应的温度为80～130℃，例如82℃、85℃、88℃、90℃、 92℃、95℃、98℃、100℃、102℃、105℃、108℃、110℃、112℃、115℃、118℃、 120℃、122℃、125℃或128℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0035]优选地，所述配位反应的时间为24～48h，例如26h、28h、30h、32h、34 h、36h、38h、40h、42h、44h、46h或47h，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0036]优选地，所述配位反应完成后还包括后处理的步骤。
[0037]优选地，所述后处理包括冷却、过滤和洗涤。
[0038]优选地，所述冷却为冷却至室温，从配位反应的温度冷却至室温的时间为 20～30h，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自由基掺杂的配位聚合物，其特征在于，所述配位聚合物包括萘酰亚胺衍生物配体与金属离子中心；所述萘酰亚胺衍生物具有如式I所示结构：其中，n选自0～4的整数；所述金属离子选自碱金属离子和/或碱土金属离子。2.根据权利要求1所述的配位聚合物，其特征在于，所述配位聚合物中萘酰亚胺衍生物配体与金属离子中心的摩尔比为1:(1～3)。3.根据权利要求1或2所述的配位聚合物，其特征在于，所述碱金属离子选自锂离子、钠离子、钾离子、铷离子或铯离子中的任意一种或至少两种的组合，优选为钠离子和/或钾离子；优选地，所述碱土金属离子选自镁离子、钙离子、锶离子或钡离子中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为钙离子。4.根据权利要求1～3任一项所述的配位聚合物，其特征在于，所述配位聚合物中还包括配位水；优选地，所述配位水与萘酰亚胺衍生物配体的摩尔比为(1～2):1。5.一种如权利要求1～4任一项所述的配位聚合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将萘酰亚胺衍生物、金属盐和溶剂混合，得到混合溶液；所述混合溶液进行配位反应，得到所述配位聚合物；所述金属盐为碱金属盐和/或碱土金属盐。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述萘酰亚胺衍生物与金属盐的摩尔比为1:(1～10)；优选地，所述金属盐包括金属卤盐、金属硝酸盐或金属硫酸盐中的任意一种或至...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯华，廖建珍，
申请(专利权)人：萍乡学院，
类型：发明
国别省市：