一种由噻吩二甲酸与1,10-菲罗啉构筑的钐配位聚合物及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种由噻吩二甲酸与1，10

【技术实现步骤摘要】
一种由噻吩二甲酸与1，10
‑
菲罗啉构筑的钐配位聚合物及制备方法


[0001]本专利技术属于金属有机配位聚合物制备
，特别涉及一种由噻吩二甲酸与1，10
‑
菲罗啉构筑的钐配位聚合物及制备方法。

技术介绍

[0002]配位聚合物是由金属和有机配体自组装而形成的。由于稀土离子具有独特的性质和较高的配位数及灵活多变的配位模式，使得稀土配位聚合物具有独特的空间几何构型，其性能优异，在发光、磁性、气体吸附与分离、催化剂和生物医药等领域呈现出广阔的应用前景。杂环多元羧酸是一种理想的形成稀土配位聚合物的多齿配体，与稀土离子可以共同构筑骨架稳定、结构新颖、性质独特的配位聚合物。
[0003]噻吩羧酸类配体所拥有的特殊构型使得其自身与金属离子具有很强的配位能力，其羧基为配位聚合物提供了不同的键合方式，可依据羧基的位置设计不同结构的配位聚合物，且未配位的硫可调控孔尺寸与孔极性，获得结构和性能特殊的多孔材料。此类配位聚合物具有较高的稳定性，所合成的配位聚合物一般具有比较高的熔点，近年来，含硫杂环配体的优越性大大促进了该类配合物的发展。
[0004]因此，如何开发出新的高稳定性的配位聚合物成为研究重点，同时如何易操作、重现性好且绿色环保无污染制备该聚合物也成为研发人员的关注方向。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种由噻吩二甲酸与1，10
‑
菲罗啉构筑的钐配位聚合物及其制备方法；以2，5
‑
二羧酸
‑
>3，4
‑
乙撑二氧噻吩(H2L1)、1，10
‑
菲罗啉(1，10
‑
phen)和稀土金属氧化物Sm2O3为原料，通过溶剂热法，获得了化学式为[Sm3(L1)5(1，10
‑
phen)(H2O)4]n
钐配位聚合物的结构及其制备方法。
[0006]该制备方法基于噻吩多羧酸配体优异配位能力，采用2，5
‑
二羧酸
‑
3，4
‑
乙撑二氧噻吩为主配体，1，10
‑
菲罗啉为辅助配体，通过羧酸、水分子中的氧原子和1，10
‑
菲罗啉氮原子与Sm
3+
离子螯合配位，形成无限延伸的二维网络状结构。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种由噻吩二甲酸与1，10
‑
菲罗啉构筑的钐配位聚合物，其特征是，所述钐配位聚合物的分子结构式为[Sm3(L1)5(1，10
‑
phen)(H2O)4]n
，分子式为C
84
H
51
N6O
42
S6Sm4，相对分子质量为2610.06；其中Sm为钐，L1为2，5
‑
二羧酸
‑
3，4
‑
乙撑二氧噻吩，1，10
‑
phen为1，10
‑
菲罗啉。
[0009]该钐配位聚合物采用来自氧原子和氮原子与Sm
3+
钐离子螯合的配位模式，单核的钐离子通过配体的连接无限延伸形成二维网络状的晶体结构，属于单斜晶系，空间群为P21/c，晶胞参数为β＝104.2752
(11)
°
，，Z＝4，其晶体学数据见表1，部分键长和键角见表2，
[0010]表1.[Sm3(L1)5(1，10
‑
phen)(H2O)4]n
的晶体学数据
[0011][0012]表2.[Sm3(L1)5(1，10
‑
phen)(H2O)4]n
的部分键长和键角(
°
)
[0013][0014]本专利技术还公开了一种由噻吩二甲酸与1，10
‑
菲罗啉构筑的钐配位聚合物的制备方法，包括以下步骤：
[0015](1)将Sm2O3、2，5
‑
二羧酸
‑
3，4
‑
乙撑二氧噻吩和1，10
‑
菲罗啉溶于含有有机溶剂一和蒸馏水混合溶剂的烧杯中，搅拌至充分溶解，制得混合溶液；其中搅拌方式不限，转速不限，作为优选可以选择磁力搅拌器搅拌；搅拌时间不做限制，作为优选，可以为20mim以上，例如20min，30min，35min，40min，50min，60min等，作为优选方案，可以选择30min。
[0016]所述有机溶剂一为N，N
‑
二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、丙二醇、丙三醇、甲醇、丙酮的一种或几种；例如有机溶剂一可以为N，N
‑
二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、丙二醇、丙三醇、甲醇、丙酮的任意一种，也可以为任意二种或二种以上的组合；
[0017](2)将步骤(1)制得的混合溶液转入带有聚四氟乙烯瓶的反应釜中，放入烘箱加热至70
‑
140℃(可选的，可以为70℃，71℃，75℃，76℃，80℃，90℃，91℃，95℃，100℃，110℃，120℃，120℃，130℃，140℃，等，作为优选，该温度可以为85
‑
110℃，进一步优选可以为85
‑
90℃，最优选可以为90℃)，反应40h以上(可选的，可以为40h，48h，50h，60h，70h，71h，72h，75h，80h，90h等，进一步的，可以为60
‑
80h，进一步优选为72h)，后降温至50
‑
65℃(可选的，可以为50℃、51℃、52℃、55℃、58℃、60℃、63℃、65℃等，进一步地，可以为60℃；降温速率优选为10℃
·
h
‑1)，再保温一段时间(保温时间优选为1h以上，例如1h，2h，3h，4h等，进一步
优选的，保温时间可以为2h)，后自然冷却至室温后，取出反应釜，生成的灰色透明块状晶体，即为由噻吩二甲酸与1，10
‑
菲罗啉构筑的钐配位聚合物。
[0018]进一步地，步骤(1)所述Sm2O3、2，5
‑
二羧酸
‑
3，4
‑
乙撑二氧噻吩和1，10
‑
菲罗啉的比例为1∶(0.5～3)∶(0.5～1)；例如1∶1∶1，1∶2∶1，1∶3∶1，2∶1∶1，2∶2∶1，2∶3∶1，2∶3∶2；
[0019]进一步地，作为优选技术方案，步骤(1)所述Sm2O3、2，5
‑
二羧酸
‑
3，4
‑
乙撑二氧噻吩和1，10
‑
菲罗啉的比例为1∶1∶1。
[0020]进一步地，步骤(1)所述有机溶剂一和蒸馏水的比例为：(1～4)∶(4～1)；
[0021]进一步的，步骤(1)所述有机溶剂一和蒸馏水的比例为：4∶1或7∶3或6∶4或5∶5。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由噻吩二甲酸与1，10
‑
菲罗啉构筑的钐配位聚合物，其特征是，所述钐配位聚合物的结构式为[Sm3(L1)5(1，10
‑
phen)(H2O)4]
n
，分子式为C
84
H
51
N6O
42
S6Sm4，相对分子质量为2610.06；其中Sm为钐，L1为2，5
‑
二羧酸
‑
3，4
‑
乙撑二氧噻吩，1，10
‑
phen为1，10
‑
菲罗啉。2.根据权利要求1所述的由噻吩二甲酸与1，10
‑
菲罗啉构筑的钐配位聚合物，其特征是，该钐配位聚合物属于单斜晶系，空间群为P21/c，晶胞参数为/c，晶胞参数为β＝104.2752(11)
°
，Z＝4，其晶体学数据见表1，部分键长和键角见表2，表1.[Sm3(L1)5(1，10
‑
phen)(H2O)4]
n
的晶体学数据
表2.[Sm3(L1)5(1，10
‑
phen)(H2O)4]
n
的部分键长和键角(
°
)3.一种由噻吩二甲酸与1，10
‑
菲罗啉构筑的钐配位聚合物的制备方法，其特征是，包括以下步骤：(1)将Sm2O3、2，5
‑
二羧酸
‑
3，4
‑
乙撑二氧噻吩和1，10
‑
菲罗啉溶于含有有机溶剂一和蒸馏水的混合溶剂的烧杯中，搅拌至充分溶解，制得混合溶液；所述有机溶剂一为N，N
‑
二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、丙二醇、丙三醇、甲醇、丙酮的一种
或几种；(2)将步骤(1)制得的混合溶液转入带有聚四氟乙烯瓶的反应釜中，放入烘箱加热至70
‑
140℃，反应40h以上，后降温至50
‑
65℃，再保温一段时间，后自然冷却至室温后，取出反应釜，生成的灰色透明块状晶体，即为由噻吩二甲酸与1，10
‑
菲罗啉构筑的钐配位聚合物。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，王绍聪，刘峥，王胜，曹磊，彭静，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：