一种含多羧酸和多氮双配体的锌配位聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及配位聚合物的合成，具体公开了一种含多羧酸和多氮双配体的金属锌配位聚合物及其制备方法。一种含多羧酸和多氮双配体的金属锌配位聚合物,化学式为{Zn(H

A zinc coordination polymer containing polycarboxylic acid and nitrogen ligands and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种含多羧酸和多氮双配体的锌配位聚合物及其制备方法
本专利技术涉及一种含多羧酸和多氮双配体的金属锌配位聚合物及其制备和应用。属于金属有机配位聚合物、荧光材料领域。
技术介绍
配位聚合物(CPs)是一类以多齿有机配体桥接的金属离子为基础的无机-有机杂化材料，他们不仅具有迷人的结构，而且在气体吸附、磁性、催化、传感、离子交换、药物缓释和发光材料等诸多领域，有着广阔的应用前景（Furukawa,H.,Cordova,K.E.,O’Keeffe,M.,&Yaghi,O.M.(2013).Science,341,1230444）。配位聚合物的性质与其结构密切相关，但其结构又受许多合成因素的影响，例如金属中心、温度、pH值等等。在诸多影响因素中，有机配体的类型、配位能力以及有机配体的构象对配位聚合物的组装起着关键作用。在各种类型的有机配体中，芳香多羧酸配体由于其不同的配位模式和取向，以及它们的负电荷，已被发现是构建具有所需拓扑结构的配位聚合物的有效构筑单元。另一方面，电中性多齿含N配体可以与多齿羧酸配体一起作为优良的辅助连接体，以满足组装过程中金属中心配位几何的要求，从而形成新型的高维配位聚合物。通过将多齿芳香羧酸配体和含氮配体混合同时与特定金属离子结合，是构筑具有新颖结构及特殊性质配位聚合物的一种有效途径(Luo,L.,Chen,K.,Liu,Q.,Lu,Y.,Okamura,T.,Lv,G.C.,Zhao,Y.&Sun,W.Y.(2013).Cryst.GrowthDes.13,2312-2321；Zhou,Q.K.,Wang,L.,Xu,Y.&Li,N.Y.(2018).ActaCryst.C74,1053-1057；Fan,Y.,Liu,J.C.,Hu,D.C.,Yao,X.Q.&Yang,Y.X.(2016).J.Coord.Chem.69,2545-2552)。因此本专利技术考虑到上述配体优点，采用一个四羧酸配体5，5'-亚甲基双（2，4，6-三甲基间苯二甲酸）（H4BTMIPA）和锌离子及含氮双咪唑配体（BIF）形成金属配位聚合物。
技术实现思路
本专利技术提供了一种含多羧酸和多氮双配体的金属锌配位聚合物及其制备方法。本专利技术提供的一种含多羧酸和多氮双配体的金属锌配位聚合物，化学式为{Zn(H2BTMIPA)(BIF)(H2O)2}n，H2BTMIPA为5，5'-亚甲基双（2，4，6-三甲基间苯二甲酸）的二价阴离子，BIF为2,7-双(1-咪唑基)芴。本专利技术提供的一种含多羧酸和多氮双配体的金属锌配位聚合物主要采取以下技术方案：将硝酸锌、5，5'-亚甲基双（2，4，6-三甲基间苯二甲酸）（H4BTMIPA）、2,7-双(1-咪唑基)芴(BIF)溶于甲醇和水的混合溶液中，并加入三乙胺。然后将混合溶液在一定温度下反应一定时间后，缓慢降温，得到块状配位聚合物。本专利技术提供的金属配位聚合物{Zn(H2BTMIPA)(BIF)(H2O)2}n是采用溶剂热反应生成出晶体，以甲醇和水作为溶剂。本专利技术提供的含5，5'-亚甲基双（2，4，6-三甲基间苯二甲酸）和2,7-双(1-咪唑基)芴双配体的金属锌配位聚合物可成为一类新的荧光发光材料，本专利技术制备的5，5'-亚甲基双（2，4，6-三甲基间苯二甲酸）和2,7-双(1-咪唑基)芴双配体基锌配位聚合物可用于制作荧光发光器件。附图说明图1、本专利技术所述的含双配体的金属锌配位聚合物的Zn离子的配位环境图。图2、本专利技术所述的含双配体的金属锌配位聚合物中的一维波状结构。图3、本专利技术所述的含双配体的金属锌配位聚合物的二维结构图。图4、本专利技术所述的含双配体的金属锌配位聚合物中二维层中包含的螺旋链。图5、本专利技术所述的含双配体的金属锌配位聚合物的堆积图。图6、本专利技术所述的含双配体的金属锌配位聚合物的固态荧光光谱图。具体实施方式下面结合实例和附图对本专利技术进行详细的说明。【实施例】1.发光材料{Zn(H2BTMIPA)(BIF)(H2O)2}n的制备：六水合硝酸锌、5，5'-亚甲基双（2，4，6-三甲基间苯二甲酸）（H4BTMIPA）、2,7-双(1-咪唑基)芴(BIF)的比例为2：1：1；有机溶剂甲醇和水的比例为1：4，5，5'-亚甲基双（2，4-6-三甲基间苯二甲酸）和混合溶剂的用量比为0.1毫摩尔：10毫升；三乙胺与混合溶剂体积比为1：200；然后在300分钟内从室温加热到120℃，并保持4000分钟，然后在800分钟内缓慢冷却到30℃，收集所得晶体并在空气中干燥。2.将上述含混合配体的金属锌配位聚合物进行表征晶体X-射线衍射数据采用BurkerSmartCCD单晶衍射仪测定。MpKa辐射（λ=0.71073Å）,石墨单色器。以φ-ω扫描方式,于293（2）K，在2.200《θ《23.129范围内共收集20036个衍射强度数据，其中4122个独立衍射点（Rint=0.0647），I>2σ的可观察衍射点2778个。采用SHELXL-97程序，先用直接法确定金属原子及部分其他非氢原子的位置，然后用差值函数法和最小二乘法求出其余全部非氢原子坐标，并用理论加氢法得到氢原子位置或从差值傅立叶图上找到，用全矩阵最小二乘法对结构进行修正。晶体学衍射点数据收集与结构精修部分参数如表1所示，晶体结构图见图1-5。图1为本专利技术所述的含双配体的金属锌配位聚合物的Zn离子的配位环境图。如图1所示，从晶体结构分析可以看到，该配位聚合物属于正交晶系，Pcaa空间群，结构单元由一个H2BTMIPA2-、一个BIF、两个配位的水分子和一个锌原子组成。如图1所示，每个锌原子由两个来自不同H2BTMIPA2-的单配位羧基的氧原子(O1，O1i)，两个不同BIF配体的氮原子(N1，N1i)和两个配位水分子(O1W，O1Wi)配位，组成一个变形的八面体空间构型。四个氧原子(O1、O1i、O1W、O1Wi)是共平面的，Zn-O距离为2.431(2)和2.103(2)Å，两个氮原子(N1和N1i)位于八面体的两个顶点位置，Zn-N键的距离为2.045(3)Å。对于显示V形配位模式和反式构型的H4BTMIPA而言，两个芳环之间的二面角为87.79(7)o。对于显示顺式构型的BIF，芴环和咪唑环平面之间的二面角均为43.62（12）o。图2为本专利技术所述的含双配体的金属锌配位聚合物的一维波状图。如图2所示,沿c轴方向，邻近锌离子通过BIF相互连接形成一维链结构。并且由于中心离子的配位环境和分子内O-H…O氢键的结合效应，一维链是起伏的波状结构，沿c轴呈现出周期距离为26.55(2)Å的正弦曲线结构(图2)。图3为本专利技术所述的含双配体的金属锌配位聚合物的二维结构图。如图3所示，沿b轴方向，一维波状链结构通过中心离子与H2BTMIPA2-配体配位相互连接形成沿bc平面的传播的2D[Zn2(H2BTMIPA)(BIF)]∞的无限层。通过应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含多羧酸和多氮双配体的金属锌配位聚合物, 其特征在于：所述聚合物的分子式为{Zn(H

【技术特征摘要】
1.一种含多羧酸和多氮双配体的金属锌配位聚合物,其特征在于：所述聚合物的分子式为{Zn(H2BTMIPA)(BIF)(H2O)2}n，配体为5，5'-亚甲基双（2，4，6-三甲基间苯二甲酸）（H4BTMIPA）和2,7-双(1-咪唑基)芴(BIF)。


2.权利要求1所述的含多羧酸和多氮双配体的金属锌配位聚合物，其特征在于：所述的金属锌配位聚合物为正交晶系，Pcaa空间群，晶胞参数为a=11.099(9)Å，b=12.917(11)Å，c=26.55(2)Å，α=β=γ=90o，锌离子呈现六配位结构，锌离子分别与两个不同H2BTMIPA2-上的O原子，两个水分子上的O原子和两个BIF配体上的N原子配位。


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【专利技术属性】
技术研发人员：陈震，孙艳文，刘子安，
申请(专利权)人：河北民族师范学院，
类型：发明
国别省市：河北;13