一种基于4‑(2‑甲基咪唑)苯甲酸构筑的锌配合物及其应用制造技术

本发明专利技术属于有机和无机合成技术领域，具体来说是一种基于4‑(2‑甲基咪唑)苯甲酸构筑的锌配合物及其应用。该晶体分子式为[Zn(MIBA)2]n，其中，HMIBA为具有式1所示结构的负一价阴离子配体4‑(2‑甲基咪唑)苯甲酸，属于正交晶系，P4nc空间群，晶胞参数

Based on the 4 (2 2-methylimidazole) benzoic acid based zinc complexes and its application

The invention belongs to the technical field of inorganic and organic synthesis, in particular to a based on 4 (2 2-methylimidazole) benzoic acid based zinc complexes and its application. The crystal molecular formula is [Zn (MIBA) 2]n, the HMIBA has 1 structure shown negative anion ligand 4 (2 2-methylimidazole) benzoic acid, orthorhombic, space group P4nc, cell parameters

【技术实现步骤摘要】
一种基于4-(2-甲基咪唑)苯甲酸构筑的锌配合物及其应用
本专利技术属于有机和无机合成
，具体的说是一种基于4-(2-甲基咪唑)苯甲酸构筑的锌配合物及其应用。
技术介绍
二氧化碳(CO2)作为导致温室效应的主要因素，对其气体的存储、分离及转化等方面的研究已受到人们的广泛关注。近年来，一种新型多孔材料--金属有机框架化合物由于其因具有比表面积大、空隙率大、结构组成多样及热稳定性好等特点，以及在CO2气体存储和分离中的潜在应用，成为气体分子吸附和存储材料领域的研究热点。目前，金属-有机框架化合物气体吸附方面的研究工作主要集中在刚性多羧基芳香酸与中心金属离子、桥联含氮杂环配体与中心金属离子或者刚性多羧基芳香酸和桥联含氮杂环配体作为混合配体与中心金属离子构筑的金属-有机框架化合物。相对与上述几种金属-有机框架化合物构筑类型，基于羧基、含氮杂环多功能有机配体与中心金属离子构筑配位聚合物以及其相关能源材料的储存研究滞后很多。另外，中心原子为二价锌的有机框架化合物，由于其d10组态电子构型，二价锌的有机骨架化合物在发光性能上有巨大的应用前景。总体而言，选择合适的含羧基和含氮杂环多功能配体、调整配体和金属离子的比例及反应温度，是合成新型多孔材料的有效手段。尝试不同的反应条件，通过单晶解析、吸附性质测定，以期能够筛选出具有吸附性能的多孔材料。因此通过探索孔材料的孔径、比表面积、孔洞占有率以及吸附性能的内在联系，寻找体系中具有应用价值的多孔材料，不仅有助于配位化学的发展，对于新型多孔材料在气体吸附、离子交换、催化等领域的研究也都具有重要的研究意义。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种基于4-(2-甲基咪唑)苯甲酸构筑的锌配合物及其应用。为实现上述目的，本专利技术采用技术方案为：一种基于4-(2-甲基咪唑)苯甲酸构筑的锌配合物，配合物为具有单节点三维四重穿插的钻石拓扑结构,化学表达式为[Zn(MIBA)2]n,其中，HMIBA为具有式1所示结构的负一价阴离子配体4-(2-甲基咪唑)苯甲酸；所述配合物属于正交晶系,空间群为P4nc,晶胞参数为a＝14.1883(6)，b＝14.1868(6)，c＝13.5156(8),α＝β＝γ＝90.00,一种基于4-(2-甲基咪唑)苯甲酸构筑的锌配合物的制备方法，采用溶剂热法，将二价锌盐、4-(2-甲基咪唑)苯甲酸、无机碱和DMF在100～130℃下反应3～5天，反应后降温至室温，即得化学表达式为[Zn(MIBA)2]n的配合物。具体为将4-(2-甲基咪唑)苯甲酸(HMIBA),无机碱和二价锌盐按摩尔比0.0001-0.0004:0.0001-0.0002:0.0001-0.0003的比例混合，混合后溶于过量的DMF中得到混合溶液，所述混合液在100～130℃的温度环境下进行溶剂热反应，溶剂热反应完成后，自然冷却析出晶体,经去离子水洗涤干燥后，即得配合物。所述混合溶液于密封的高压反应釜中以每小时6-10℃的升温速率升高到100-130℃的温度环境下进行溶剂热反应72-96h。所述无机碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中一种或几种；二价锌盐为氯化锌、乙酸锌或六水硝酸锌。一种基于4-(2-甲基咪唑)苯甲酸构筑的锌配合物的应用，所述配合物在气体吸附或荧光材料中的应用。该单晶结构采用单晶衍射仪，使用经过石墨单色化Mo-Kα射线为入射辐射，以ω-2θ扫描方式收集衍射点，经过最小二乘法修正得到晶胞参数，从差值傅立叶电子密度图利用软件解出单晶数据表配合物的晶体学数据。表1配合物的主要晶体学数据R1＝∑(||Fo|-|Fc||)/∑|Fo|wR2＝[∑w(Fo2-|Fc2)2/∑w(Fo)2]1/2所述有机配体构筑的多功能锌配合物的基本结构是一个单节点的三维的微孔钻石拓扑结构，锌离子为四配位的配位环境，每个锌离子分别与两个4-(2-甲基咪唑)苯甲酸配体中的羧基氧负离子、两个两个4-(2-甲基咪唑)苯甲酸配体中的两个氮原子配位，以锌离子作为四连接的节点，通过两个4-(2-甲基咪唑)苯甲酸配体中配体的桥联连接形成三维的钻石拓扑结构。上述四个相同独立的钻石拓扑结构通过相互穿插，最终形成了一个三维四重穿插的微孔结构。本专利技术的有益效果：本专利技术获得以4-(2-甲基咪唑)苯甲酸(HMIBA)为配体，锌为中心离子的具有单节点、三维钻石拓扑结构的配合物，即4-(2-甲基咪唑)苯甲酸锌配合物[Zn(MIBA)2]n(1)(HMIBA为负一价阴离子配体4-(2-甲基咪唑)苯甲酸)。该配合物在370℃仍能稳定存在，具有很好的热稳定性，另外本专利技术配合物在240nm处激发，在392nm处得到一个发射峰，强度达到具有强而稳定的荧光性能。可作为特殊的耐高温荧光材料使用。本专利技术采用一锅溶剂热反应即可以制备出多功能有机配体调控的锌配合物，该制备方法具有过程简单，操作方便，产率高和可重现性好等优点。附图说明图1为本专利技术实施例制备的4-(2-甲基咪唑)苯甲酸(HMIBA)构筑的锌配合物中锌的配位环境图。图2为本专利技术实施例制备的4-(2-甲基咪唑)苯甲酸(HMIBA)构筑的锌配合物三维空间结构图。图3为本专利技术实施例制备的4-(2-甲基咪唑)苯甲酸(HMIBA)构筑的锌配合物四重穿插结构图。图4为本专利技术实施例制备的4-(2-甲基咪唑)苯甲酸(HMIBA)构筑的锌配合物粉末X-射线衍射图。图5为本专利技术实施例制备的4-(2-甲基咪唑)苯甲酸(HMIBA)构筑的锌配合物热重曲线图。图6为本专利技术实施例制备的4-(2-甲基咪唑)苯甲酸(HMIBA)构筑的锌配合物对二氧化碳气体的吸附图图7为本专利技术实施例制备的4-(2-甲基咪唑)苯甲酸(HMIBA)构筑的锌配合物固态荧光光谱。具体实施方式以下实施例旨在进一步说明本
技术实现思路
，而不是限制本专利技术的保护范围。本专利技术晶体分子式为[Zn(MIBA)2]n，中，HMIBA为具有式1所示结构的负一价阴离子配体4-(2-甲基咪唑)苯甲酸，属于正交晶系，P4nc空间群，晶胞参数β＝90°。采用溶剂热反应合成了该晶体材料，它是通锌离子作为一个四连接的节点，通过桥联配体4-(2-甲基咪唑)苯甲酸的桥联连接形成了三维四重穿插的微孔结构。实施例1将4-(2-甲基咪唑)苯甲酸(20.2mg，0.1mmol)、氢氧化钾(5.6mg，0.1mmol)和硝酸锌(23.6mg，0.1mmol)溶于水中，封入的反应釜中，以每小时10℃的速率加热至110℃，维持此温度3天，然后自然降温至室温，用DMF洗涤，经滤纸过滤后即可得到无色块状晶体，获得的晶体产品放置在80℃烘箱中恒温3小时，得到目标产物产率约65％。主要的红外吸收峰为3435(m),3121(m),1618(s),1528(m),1373(s),1122(m)，1072(m),845(m),774(m).取实施例1制得的混合有机配体调控的锌配合物进一步表征，其过程如下：(1)配合物的晶体结构测定在显微镜下选取合适尺寸为0.32mm×0.30mm×0.28mm的晶体在室温下进行X射线单晶衍射实验。使用经过石墨单色化Mo-Kα射线为入射辐射，以ω-2θ扫描方式收集衍射点，经过最小二乘法修正得到晶胞参数，从差值傅立叶电子密度图利用软件解出单晶数据表配合物的晶体学数据。详细的晶体测定数据见表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于4‑(2‑甲基咪唑)苯甲酸构筑的锌配合物，其特征在于：配合物为具有单节点三维四重穿插的钻石拓扑结构，化学表达式为[Zn(MIBA)2]n，其中，HMIBA为具有式1所示结构的负一价阴离子配体4‑(2‑甲基咪唑)苯甲酸；

【技术特征摘要】
1.一种基于4-(2-甲基咪唑)苯甲酸构筑的锌配合物，其特征在于：配合物为具有单节点三维四重穿插的钻石拓扑结构，化学表达式为[Zn(MIBA)2]n，其中，HMIBA为具有式1所示结构的负一价阴离子配体4-(2-甲基咪唑)苯甲酸；2.按权利要求1所述的基于4-(2-甲基咪唑)苯甲酸构筑的锌配合物，其特征在于：所述配合物属于正交晶系，空间群为P4nc，晶胞参数为a＝14.1883(6)，b＝14.1868(6)，c＝13.5156(8),α＝β＝γ＝90.00,3.一种权利要求1所述的基于4-(2-甲基咪唑)苯甲酸构筑的锌配合物的制备方法，其特征在于：采用溶剂热法，将二价锌盐、4-(2-甲基咪唑)苯甲酸、无机碱和DMF在100～130℃下反应3～5天，反应后降温至室温，即得化学表达式为[Zn(MIBA)2]n的配合物。4.按权利要求3所述的基于4-(2-甲基咪唑)苯甲酸构筑的锌配合物的制备方法，其特征在于：将4-(2-甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢久富，
申请(专利权)人：陕西理工学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61