System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 芴三角形大环共晶材料及其制备方法和应用技术_技高网
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芴三角形大环共晶材料及其制备方法和应用技术

技术编号:40922506 阅读:3 留言:0更新日期:2024-04-18 14:46
本发明专利技术公开了一类芴三角形大环共晶材料以及制备方法及其应用。本发明专利技术所述芴三角形大环共晶材料将芴三角形三环化合物与油状客体和有机溶剂混合,通过溶剂缓慢挥发得到。本发明专利技术所制备的共晶是一种结构稳定的材料,且操作简便,重复性良好,制备得到新的共晶材料;同时,也解决了油状客体因无法结晶而不能使用X射线衍射测试的问题,实现了对油状客体分子结构的鉴定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超分子共晶材料,尤其涉及芴三角形大环共晶材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、单晶x射线衍射无疑是在原子水平上确定分子精确结构的黄金标准。尽管目前存在很多用于分子结构鉴定的可靠方法,比如核磁共振法、质谱法等,但是严格地说,这些手段无法确定化合物取代基团的具体位置,仅提供一些证据来合理地推测分子的结构。但是,仍然有许多化合物,其单晶培养费时费力,高质量单晶的获得仍然存在困难。特别是对于油状的有机化合物而言,由于其熔点低,在室温下很难凝固或结晶。

2、为了解决上述问题,mokoto fujita团队提出了“晶体海绵(crystallinesponges)”的方法,可以实现“单晶”到“单晶”的转变,小的有机客体分子进入金属有机框架(metal-organic frameworks)的尺寸合适孔道中排列(nature 2013,495,461-466;nat.protoc.2014,9,246-252;angew.chem.int.ed.2016,55,4919-4923;j.am.chem.soc.2017,139,16838-16844)。晶体结构中,有序性从金属有机框架转移到孔隙,再转移到客体分子。由于客体分子有序的排列堆积,它可以通过单晶x射线衍射被观察到,进而进行结构解析。此外,这一方法可以实现所需要的样品量在微克级别,这也促进了该方法与液相色谱或气相色谱联用,进一步保证了对于复杂样品和少量样品的分析。michael d.ward团队则使用一种由胍阳离子和有机磺酸阴离子构成的氢键框架,可以简便、快速地将不易结晶的目标分子有序的包含在晶体的框架结构中,导致分子的精确结构被获得,以鉴定客体分子的结构(science1997,276,575-579;science 2001,294,1907-1911;nat.commun.2019,10,4477-4483)。此外,非网络结构,例如具有固有的空腔的超分子大环主体,在堆积过程中会产生孔道的有机分子,也表现出了对一系列分子的共结晶能力。一般来说,在共晶材料的设计中,大小和形状合适的空腔或者孔道是必不可少的。它们可以容纳客体分子并迫使其有序排列。然而,孔道的存在也给共晶带来了一些问题。例如,只有一部分孔道被客体分子占据,其他孔道没有任何分子,或者是仅存在残留的溶剂分子;有些客体分子在孔道中以多种不同的取向共存。这些情况在晶体结构中会表现出客体分子的占有率远远低于100%,客体分子部分甚至完全无序,孔道中存在大量无法被归属的残余电子密度。这些问题极大地阻碍了使用单晶x射线衍射确定客体分子结构及其绝对构型。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本专利技术提供了一类芴三角形大环共晶材料及其制备方法和应用。本专利技术以三磷氧苯基-芴[3]烷为主要原料,加入油状客体分子纯品,结合溶剂缓慢挥发,制备得到一类芴三角形大环共晶材料,所制备的共晶是一种结构稳定的材料,且操作简便,重复性良好,制备得到新的共晶材料的同时,解决了油状客体无法结晶从而没法使用x射线衍射测试的问题。

2、本专利技术的技术方案如下:

3、本专利技术第一方面提供了一类芴三角形大环共晶材料,所述芴三角形大环共晶材料是将芴三角形三环化合物、油状客体、溶剂混合,通过所含溶剂静置挥发得到。

4、在一些实施方式中,所述芴三角形大环化合物为三磷氧苯基-芴[3]烷;所述油状客体包括环氧丙烷、乙基苯、4-氯-3-氟苯甲醚中的至少一种;所述油状客体的纯度≥99%。

5、在一些实施方式中,所述芴三角形三环化合物与油状客体的质量体积比为2mg~3mg:60~100μl;所述溶剂包括二氯甲烷;所述油状客体与溶剂的体积比为60~100μl:100~160μl。

6、在一些实施方式中,所述静置是指置于安静区域,优选完全无振动的情况下静置。

7、在一些实施方式中,所述芴三角形大环共晶材料包括具有如下分子式的共晶材料:c63h45o10p3、c76h59o9p3、c81h57cl3f3o12p3中的至少一种。

8、在一些实施方式中,所述c63h45o10p3,属于三斜晶系,晶胞参数为α=90°,β=100.963(16)°,γ=90°。

9、在一些实施方式中,所述c76h59o9p3,属于三斜晶系,晶胞参数为:α=90°,β=102.901(2)°,γ=90°。

10、在一些实施方式中,所述c81h57cl3f3o12p3,属于三斜晶系,晶胞参数为:α=74.170(3)°,β=73.795(3)°,γ=80.974(3)°。

11、本专利技术的第二方面提供了一种上述第一方面所述芴三角形大环共晶材料的制备方法,括如下步骤:

12、s1-1:将芴三角形三环化合物与油状客体混合后,加入溶剂搅拌,得到混合液;

13、s1-2:放置于安静区域进行挥发,直至晶体析出,即得到芴三角形大环共晶材料。

14、在一些实施方式中,步骤s1-2中,所述挥发的速度是通过在容器上插入1~3个针头来控制;所述针头为26g针头;所述挥发的温度为20℃~35℃,时间为3~7天。

15、本专利技术的第三方面提供了一种上述第一方面所述芴三角形大环共晶材料或上述第二方面所述制备方法制备的芴三角形大环共晶材料的应用。

16、在一些实施方式中,所述芴三角形大环共晶材料用于油状客体结构鉴定。

17、在一些实施方式中,所述油状客体包括环氧丙烷、乙基苯、4-氯-3-氟苯甲醚中的至少一种。

18、在一些实施方式中,所述油状客体结构鉴定的具体步骤为:

19、s2-1:按照上述第二方面所述制备方法制备芴三角形大环共晶材料。

20、s2-2:在显微镜下,从芴三角形大环共晶材料中挑选单晶体,用单晶x射线衍射仪测定,收集衍射数据。

21、s2-3:将得到的衍射数据进行晶胞精修以及数据还原,最后进行单晶解析,得到客体分子的精确结构。

22、本专利技术有益的技术效果在于:

23、本专利技术中使用的三磷氧苯基-芴[3]烷是三元大环分子,在经膦酸酯化锁定构型后得到的衍生物,该衍生物具有较强的刚性,易于结晶,具有碗状结构;并且,其富电子的空腔以及磷氧双键的氧原子上的负静电势为客体分子提供了良好的作用位点。由于主客体分子之间的氢键,c-h···o弱相互作用,客体分子被固定在主体分子碗状结构的碗口上方,并跟随主体分子在单晶结构中进行有序排列。即在主体分子的帮助下,客体分子在晶体中也同样是长程有序的。因此,所观测到的电子密度与客体分子的真实结构非常接近。故在单晶解析过程中,不需要对客体分子使用任何的无序处理,同时仅需要使用少量的限制条件,即可以得到合理的客体分子结构。

24、同时,基于大环分子的主客体复合物通常以化学计量比的形式存在,所有客体分子的占有率也均为100%,避免了通过孔道结构共晶中存在的诸如客体占有率低,无序情况较为严重等问题。

2本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.芴三角形大环共晶材料,其特征在于,所述芴三角形大环共晶材料是将芴三角形三环化合物、油状客体、溶剂混合,通过所含溶剂静置挥发得到。

2.根据权利要求1所述的芴三角形大环共晶材料,其特征在于,所述芴三角形大环化合物为三磷氧苯基-芴[3]烷;所述油状客体包括环氧丙烷、乙基苯、4-氯-3-氟苯甲醚中的至少一种;所述油状客体的纯度≥99%。

3.根据权利要求1所述的芴三角形大环共晶材料,其特征在于,所述芴三角形三环化合物与油状客体的质量体积比为2mg~3mg:60μL~100μL。

4.根据权利要求1所述的芴三角形大环共晶材料,其特征在于,所述溶剂包括二氯甲烷;所述油状客体与溶剂的体积比为60~10:100~160。

5.根据权利要求1所述的芴三角形大环共晶材料,其特征在于,所述芴三角形大环共晶材料包括具有如下分子式的共晶材料:C63H45O10P3、C76H59O9P3、C81H57Cl3F3O12P3中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的芴三角形大环共晶材料,其特征在于,

7.一种权利要求1-6任一项所述芴三角形大环共晶材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:

8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤S1-2中,所述挥发的速度是通过在容器上插入1~3个针头来控制;所述针头为26G针头;所述挥发的温度为20℃~35℃,时间为3~7天。

9.一种权利要求1-6任一项所述芴三角形大环共晶材料或权利要求7-8任一项所述制备方法制备的芴三角形大环共晶材料的应用,其特征在于,所述芴三角形大环共晶材料用于油状客体结构鉴定;所述油状客体包括环氧丙烷、乙基苯、4-氯-3-氟苯甲醚中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述油状客体结构鉴定的具体步骤为:

...

【技术特征摘要】

1.芴三角形大环共晶材料,其特征在于,所述芴三角形大环共晶材料是将芴三角形三环化合物、油状客体、溶剂混合,通过所含溶剂静置挥发得到。

2.根据权利要求1所述的芴三角形大环共晶材料,其特征在于,所述芴三角形大环化合物为三磷氧苯基-芴[3]烷;所述油状客体包括环氧丙烷、乙基苯、4-氯-3-氟苯甲醚中的至少一种;所述油状客体的纯度≥99%。

3.根据权利要求1所述的芴三角形大环共晶材料,其特征在于,所述芴三角形三环化合物与油状客体的质量体积比为2mg~3mg:60μl~100μl。

4.根据权利要求1所述的芴三角形大环共晶材料,其特征在于,所述溶剂包括二氯甲烷;所述油状客体与溶剂的体积比为60~10:100~160。

5.根据权利要求1所述的芴三角形大环共晶材料,其特征在于,所述芴三角形大环共晶材料包括具有如下分子式的共晶材料:c63h45o10p3、c...

【专利技术属性】
技术研发人员:李恒林晨强琚莉王乐勇
申请(专利权)人:南京大学
类型:发明
国别省市:

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