一种同质多晶材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种同质多晶材料及其制备方法和应用，其中同质多晶材料为[(1,2

【技术实现步骤摘要】
一种同质多晶材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于无机
‑
有机杂化材料
，确切地说是一种同质多晶材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着时代的进步，自然科学技术的飞速发展，新材料的开发和应用成为科学研究和工业化生产面临的重大问题，并有着极其重要的意义。近年来，配位聚合物和金属有机框架材料获得了迅猛的发展。配位聚合物是由金属盐和相应有机配体在适当反应条件下进行组装而构筑成的具有有序结构的晶态无机
‑
有机杂化化合物。配位聚合物材料在光、电、磁、能源、环境、催化、吸附与分离等众多领域具有广泛的应用价值，因此这类具有特殊结构和功能的晶态物质备受科学家们的关注。通过金属离子与有机配体自组装可以形成拓扑结构多样的配位聚合物。配位聚合物具有合成方式简单、结构丰富多样和稳定性高等诸多优点。通过配位键使烯烃配体中的C＝C双键固定，并控制它们之间的距离，因此配位聚合物可以作为研究[2+2] 环加成光反应的载体。
[0003]近几年来，随着结构表征技术的发展，国内外学者对配位聚合物中进行固相[2+2]环加成反应合成及其应用研究取得了一些令人振奋的成果，但总体来说，人们对该领域的研究成果仍然较少，设计该类反应的难度依然较大。固相[2+2]环加成反应仍然受到配位聚合物或金属有机框架的约束，而且已报道化合物的性能仍有很大的提升空间。这些不足说明，大量新反应及基于该类反应设计的新材料有待开发。因此，本专利技术致力于制备同质多晶体材料，并基于同质多晶材料研究区位专一的固相[2+2]环加成反应。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种同质多晶材料及其制备方法和应用。本专利技术同质多晶材料有两种晶型结构分别为α型和β型。α型配合物在高温条件下可以完全转化为β型。由于α型和β型配合物空间结构和位阻不同，从而导致α型和β型配合物发生[2+2]光环加成反应时，生成的[(1,2,3,4
‑
四 (3
‑
吡啶基)环丁烷)
0.5
(5
‑
甲基
‑
1,3
‑
苯二甲酸根)镉]n
是两种空间异构体。本专利技术同质多晶材料，合成步骤简单，反应条件温和，产率高。
[0005]本专利技术同质多晶材料，为[(1,2
‑
二(3
‑
吡啶基)
‑
乙烯)(5
‑
甲基
‑
1,3
‑
苯二甲酸根)镉]n
，n为重复单元数，是任意正整数。该配合物有两种晶型结构，分别为α型和β型，它们互为同质多晶体。
[0006]所述α型晶体属于单斜晶系，空间群为C2/c，晶胞参数为晶胞参数为α＝90
°
，β＝135.806(16)
°
，γ＝90
°
；
[0007]所述β型晶体属于单斜晶系，空间群为P21/c，晶胞参数为晶胞参数为α＝90
°
，β＝131.099(18)
°
，γ＝90
°
。
[0008]本专利技术同质多晶材料的制备方法，包括如下步骤：
[0009]步骤1：α型配合物的合成
[0010]将1,2
‑
二(3
‑
吡啶基)
‑
乙烯、5
‑
甲基
‑
1,3
‑
苯二甲酸、四水合硝酸镉和去离子水置于反应釜中，恒温反应，反应结束后缓慢冷却至室温，过滤、洗涤、收集晶态化合物，可得α型配合物；
[0011]进一步的，所述1,2
‑
二(3
‑
吡啶基)
‑
乙烯、5
‑
甲基
‑
1,3
‑
苯二甲酸、四水合硝酸镉的摩尔比为 1～2：1～2：1～2，优选为1：1：1；
[0012]进一步的，所述反应温度为162
‑
176℃，反应时间为36
‑
48小时；优选的，反应温度172℃，反应时间40小时。
[0013]步骤2：β型配合物的合成
[0014]将α型配合物晶体置于高温下加热反应，α型配合物即可完全转化成β型配合物。
[0015]进一步的，所述反应温度为280
‑
300℃，反应时间为30
‑
40分钟；优选的，反应温度为 300℃，反应时间为30分钟。
[0016]本专利技术中，所述α型配合物中相邻的两个1,2
‑
二(3
‑
吡啶基)
‑
乙烯分子，采用“交叉式”的排列方式，两个双键间的距离为其结构如下式：
[0017][0018]本专利技术中，β型配合物中相邻的两个1,2
‑
二(3
‑
吡啶基)
‑
乙烯分子，采用“平行式”的排列方式，两个双键间的距离为其结构如下式：
[0019][0020]本专利技术中，α型和β型配合物的应用在于，在365nm紫外光的催化下，α型和β型配合物发生[2+2]环加成反应时，分别生成配合物[(rtct
‑
1,2,3,4
‑
四(3
‑
吡啶基)环丁烷)
0.5
(5
‑
甲基
‑
1,3
‑
苯二甲酸根)镉]n
和配合物[(rctt
‑
1,2,3,4
‑
四(3
‑
吡啶基)环丁烷)
0.5
(5
‑
甲基
‑
1,3
‑
苯二甲酸根)镉]n
。在这两种配合物中，1,2,3,4
‑
四(3
‑
吡啶基)环丁烷别为rtct型和
rctt型，rtct型和rctt型1,2,3,4
‑
四(3
‑
吡啶基)环丁烷互为空间异构体。
[0021][(rtct
‑
1,2,3,4
‑
四(3
‑
吡啶基)环丁烷)
0.5
(5
‑
甲基
‑
1,3
‑
苯二甲酸根)镉]n
的晶体属于三斜晶系，空间群为P
ī
,α＝96.32(3)
°
,β＝97.06(3)
°
,γ＝ 92.51(3)
°
。
[0022][(rctt
‑
1,2,3,4
‑
四(3
‑
吡啶基)环丁烷)
0.5
(5
‑
甲基
‑
1,3
‑
苯二甲酸根)镉]n
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同质多晶材料，其特征在于：所述同质多晶材料为[(1,2
‑
二(3
‑
吡啶基)
‑
乙烯)(5
‑
甲基
‑
1,3
‑
苯二甲酸根)镉]
n
，n为重复单元数，是任意正整数；所述同质多晶材料有两种晶型结构，分别为α型和β型，它们互为同质多晶体。2.根据权利要求1所述的同质多晶材料，其特征在于：所述α型晶体属于单斜晶系，空间群为C2/c，晶胞参数为晶胞参数为α＝90
°
，β＝135.806(16)
°
，γ＝90
°
；所述β型晶体属于单斜晶系，空间群为P21/c，晶胞参数为晶胞参数为α＝90
°
，β＝131.099(18)
°
，γ＝90
°
。3.一种权利要求1或2所述的同质多晶材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：α型配合物的合成将1,2
‑
二(3
‑
吡啶基)
‑
乙烯、5
‑
甲基
‑
1,3
‑
苯二甲酸、四水合硝酸镉和去离子水置于反应釜中，恒温反应，反应结束后缓慢冷却至室温，过滤、洗涤、收集晶态化合物，可得α型配合物；步骤2：β型配合物的合成将α型配合物晶体置于高温下加热反应，α型配合物即可完全转化成β型配合物。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，1,2
‑
二(3
‑
吡啶基)
‑
乙烯、5
‑
甲基
‑
1,3
‑
苯二甲酸、四水合硝酸镉的摩尔比为1～2：1～2：1～2。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，反应温度为162
‑
176℃，反应时间为36
‑
48小时。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤2中，反应温度为280
‑
300℃，反应时间为30
‑
40分钟。7.一种权利要求1或2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东，李妮娅，姚涵，章赵薇，刘波，
申请(专利权)人：淮阴师范学院，
类型：发明
国别省市：