一种三维手性Zn(II)金属-有机框架材料及其制备方法技术

本发发明专利技术涉及化学合成领域,尤其涉及一种三维手性Zn(II)金属

【技术实现步骤摘要】
一种三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及化学合成领域,尤其涉及一种三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]过去二十多年里，金属
‑
有机框架材料(Metal
‑
Organic Frameworks, MOFs)得到了迅速发展，其新颖的结构，可调的孔隙率，比表面积大，热稳定性好等特性已应用到诸多领域。手性MOFs在手性催化和拆分、铁电、光学和磁性等领域表现出优异的性能，引起广大研究者极大的兴趣。组装合成手性金属有机框架材料最有效的策略是选择合适的手性配体来构建手性MOFs，樟脑酸是其中典型的手性配体之一。荧光性质是d
10
金属离子构筑MOFs的一个重要性能，开发其在发光器件、化学传感器等方面的应用已成为目前一个活跃的研究领域。我们采用1,3,5
‑
三 (咪唑
‑1‑
甲基)苯和樟脑酸作为混合配体与氯化锌在水热条件下合成得到具有紫色荧光的三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料。
[0003]在本专利申请工作之前，尚没有关于1,3,5
‑
三 (咪唑
‑1‑
甲基)苯、樟脑酸和氯化锌在DMF/H2O的混合溶剂中自组装形成三维手性MOFs方面的专利文献和科学论文的报道。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料。
[0005]本专利技术的另一个目的是提供上述三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料的制备方法。
[0006]本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料，化学式为C
44
H
61
N8O
13
Zn2, 所述三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料属于三方晶系，R3空间群，晶胞参数为a＝18.724(5)
Å
，b＝18.724(5)
Å
，c＝37.261(8)
Å
，α＝90
°
，β＝90
°
，γ＝120
°
，V＝11313(6)
Å3。
[0007]进一步地， 在锌(II)金属
‑
有机框架的不对称结构单元中存在二个独立的晶体学Zn(II)金属中心（Zn1和Zn2），它们均处于普通位置上，具有相似的配位环境，采用歪曲的四面体配位构型分别与来自于两个不同的1,3,5
‑
三 (咪唑
‑1‑
甲基)苯配体的2个N原子和来自于樟脑酸根离子的2个O原子配位。Zn－O键的键长范围在1.994(10)－2.033(10)
ꢀÅ
，Zn－N键的键长范围在1.929(9)
Å
－1.972(9)
ꢀÅ
。1,3,5
‑
三 (咪唑
‑1‑
甲基)苯配体坐落在三重对称轴上，樟脑酸根处于普通位置，每个不对称结构单元包括2个金属中心Zn
2+
离子、2个樟脑酸根离子、4个三分之一1,3,5
‑
三 (咪唑
‑1‑
甲基)苯分子基团和5个游离水分子。
[0008]进一步地，1,3,5
‑
三 (咪唑
‑1‑
甲基)苯配体采用面对面的方式连接三个相同的Zn金属中心，形成M3L2型笼状结构。每个樟脑酸根桥连二个Zn金属中心（Zn1和Zn2）形成三个不同方向的一维(1D)之字形链状结构，一维链中相邻的Zn金属中心的距离分别为8.9909(14)
ꢀÅꢀ
(Zn1
…
Zn2) 和 16.4460(26)
ꢀÅꢀ
(Zn1
…
Zn1A ＝ Zn2
…
Zn2B)。
[0009]进一步地，上述相邻三种不同方向的一维链通过1,3,5
‑
三 (咪唑
‑1‑
甲基)苯配体
相互交叉连结从而构筑成三维网状结构。
[0010]一种三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料的制备方法：将1,3,5
‑
三(咪唑
‑1‑
甲基)苯、樟脑酸和氯化锌加入到N,N
‑
二甲基甲酰胺（DMF）和蒸馏水的混合溶液中，充分搅拌后过滤，然后滤液置于高压反应釜中，在溶剂热条件下进行加热反应后缓慢冷却得到所述的三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料。
[0011]进一步的，所述的加热温度为120~160℃。
[0012]进一步的，所述加热反应时间为48~96小时。
[0013]进一步的，所述的降温为2℃/小时~10℃/小时降至室温。
[0014]进一步的，所述的混合溶液DMF和蒸馏水的体积比为1:1。
[0015]进一步的，所述1,3,5
‑
三(咪唑
‑1‑
甲基)苯、樟脑酸和氯化锌摩尔比为1.8~2.2:2.8~3.2:2.8~3.2。
[0016]进一步的，所述1,3,5
‑
三(咪唑
‑1‑
甲基)苯、樟脑酸和氯化锌摩尔比优选为2:3:3。
[0017]本专利技术的有益效果：本专利技术首次在溶剂热条件下合成三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料，所述的三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料具有稳定的紫色荧光，可以作为潜在的荧光材料，如图7所示；本专利技术所述三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料在370℃左右骨架结构开始分解，如图8所示，将其在室温下放置其能稳定数月，故其稳定性好，为其作为潜在的荧光材料提供了基础；本专利技术所述三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料的制备方法，操作简单、方便，产率高，重现性好。
附图说明
[0018]图1本专利技术所述三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料的不对称结构单元图；图2本专利技术所述三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料的M3L2型笼状结构图；图3本专利技术所述三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料的一维链状结构图；图4本专利技术所述三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料的三维结构图；图5本专利技术所述三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料的X射线粉末衍射图谱；图6本专利技术所述三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料的红外光图谱；图7本专利技术所述三维手性Zn(II)金属
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料，化学式为C
44
H
61
N8O
13
Zn2, 所述三维手性Zn(II)金属
‑
有机框架材料属于三方晶系，R3空间群，晶胞参数为a＝18.724(5)
Å
，b＝18.724(5)
Å
，c＝37.261(8)
Å
，α＝90
°
，β＝90
°
，γ＝120
°
，V＝11313(6)
Å3；在锌(II)金属
‑
有机框架的不对称结构单元中存在二个独立的晶体学Zn(II)金属中心（Zn1和Zn2），Zn(II)金属中心均处于普通位置上，采用歪曲的四面体配位构型，与来自于两个不同的1,3,5

【专利技术属性】
技术研发人员：钟开龙，李冰峰，常思源，吴亚明，
申请(专利权)人：南京科技职业学院，
类型：发明
国别省市：