一種基于5?氨基間苯二甲酸的鎘(II)金屬有機配合物及其制備方法與流程

本發明涉及金屬有機配合物，具體涉及一種基于5-氨基間苯二甲酸的鎘(II)金屬有機配合物及其制備方法。
背景技術：
：金屬有機配合物是一種新型功能材料，由金屬離子與有機配體在一定條件下通過自組裝合成。由于其具有獨特的骨架結構及孔徑可控等特點，在氣體吸附、光電材料、磁性材料、載藥、催化等方面具有極其廣闊的應用空間。金屬有機配合物可通過改變金屬配位來影響配合物的發光性能，在制備新型發光材料方面具有重要的應用價值[1-4]。金屬有機配合物的發光機理可分為：金屬中心發光、有機配體發光、電子躍遷發光(π-π*、n-π*)和客體發光等。含有共扼電子效應的有機配體與含有d10電子構型的Zn、Cd、Cu等金屬結合的金屬有機配合物以及稀土金屬有機配合物都可以發光，并且具有重復結構單元的金屬有機配合物往往能夠發出較強的熒光。因此，金屬有機配合物受到國內外許多科研人員的關注與研究[5]。具有熒光特性同時晶體結構又受到溶劑影響的基于5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物的報道十分少見。參考文獻：[1]JiangXM,ZhangMJ,ZengHY,etal.Inorganicsupramolecularcompoundswith3-Dchiralframeworksshowpotentialasbothmid-IRsecond-ordernonlinearopticalandpiezoelectricmaterials[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2011,133(10):3410-3418[2]GuerchaisV,OrdronneauL,LeBozecH.Recentdevelopmentsinthefieldofmetalcomplexescontainingphotochromicligands:Modulationoflinearandnonlinearopticalproperties[J].CoordinationChemistryReviews,2010,254(21):2533-2545[3]LiuZ,QayyumMF,WuC,etal.AcodepositionroutetoCuI-pyridinecoordinationcomplexesfororganiclight-emittingdiodes[J].JournaloftheAmericanChemicalSociety,2011,133(11):3700-3703[4]FormicaM,FusiV,GiorgiL,etal.Newfluorescentchemosensorsformetalionsinsolution[J].CoordinationChemistryReviews,2012,256(1):170-192[5]DanielM,DanielRM,JaumeV.OldMaterialswithNewTricks:MultifunctionalOpen-FrameworkMaterials[J].ChemicalSocietyReviews,2007,36(5):770-818技術實現要素：本發明的目的是提供一種基于5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物的制備方法，該Cd(II)金屬有機配合物發射藍色熒光。本發明解決上述問題的技術方案是：一種基于5-氨基間苯二甲酸的鎘(II)金屬有機配合物，該金屬有機配合物是重復單元為[Cd(NH2-BDC)2(DMF)2]·H2O的鎘金屬有機配合物，所述的化學式[Cd(NH2-BDC)2(DMF)2]·H2O中的NH2-BDC為5-氨基間苯二甲酸配體，DMF為N,N-二甲基甲酰胺；所述的Cd(II)金屬有機配合物具有二維網絡結構，其空間群為C2/c，晶胞參數分別為α＝90.00°，β＝112.0390(10)，γ＝90.00°，紅外光譜數據(KBr)為：3439(s),2932(w)(Cmethyl-H),1655(s),1615(w),1561(vs),1476(m),1440(w),1373(vs),1319(w),1100(w),1041(w),1001(w),956(w),808(m),776(m),727(s),669(m)cm-1。上述二維鎘(II)金屬有機配合物在常溫下為無色單晶，其重復結構單元含有1個Cd2+陽離子，1個NH2-BDC2-陰離子，2個DMF配體和1個晶格水分子。每個Cd2+為七配位結構，分別與來自3個不同NH2-BDC配體中的5個羧基氧原子和來自2個不同DMF分子中的2個氧原子配位，形成扭曲的五角雙錐構型。其中，Cd2+作為七連接節點，NH2-BDC配體作為四連接節點，形成二維網絡結構。本發明所述的鎘(II)金屬有機配合物是將5-氨基間苯二甲酸與Cd(NO3)2·4H2O混合后在溶劑熱反應條件下得到。本發明所述鎘(II)金屬有機配合物的制備方法包括以下步驟：(1)將等摩爾量的Cd(NO3)2·4H2O和NH2-H2BDC加入到10mLDMF溶劑中，然后攪拌30分鐘；(2)將步驟1中物質加入到23mL聚四氟乙烯反應釜中，自生壓力下保持140℃反應72小時，然后按照一定的速率降至室溫；(3)將步驟2得到的產物過濾，收集晶體，并用無水乙醇洗滌后干燥，得到所述的基于5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物。本發明所述的基于5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物能發射藍色熒光，表現出良好的熒光特性，可應用于熒光材料。本發明所述的基于5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物的制備方法具有以下優點：反應條件溫和，純度高，無毒無害，做到了綠色化學，無需惰性氣體保護；原料來源廣泛，容易獲得。附圖說明圖1為Cd2+的七連接節點圖。圖2為NH2-BDC的四連接節點圖。圖3為本發明所述基于5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物的二維層狀網絡結構圖。圖4為本發明所述基于5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物的三維固體熒光光譜。具體實施方式實施例11、基于5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物的制備制備方法包括以下步驟：(1)將等摩爾量的Cd(NO3)2·4H2O(0.092g,0.3mmol)和NH2-H2BDC(0.054g,0.3mmol)加入到10mLDMF溶劑中，然后攪拌30分鐘；(2)將步驟1中物質加入到23mL聚四氟乙烯反應釜中，自生壓力下保持140℃反應72小時，然后以5℃/h的速率降至室溫；(3)將步驟2中的混合物過濾，收集晶體，并用無水乙醇洗滌后干燥，獲得無色晶體(根據NH2-H2BDC計算其產率：48％)。2、基于5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物的鑒定通過下述元素分析、IR光譜和X-射線單晶衍射分析鑒定，上述步驟1所得到的無色晶體為本發明所述的基于5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物，其重復單元的分子式為[Cd(NH2-BDC)2(DMF)2]·H2O。(1)元素分析C10H5NO6Cd：理論值：C34.75,H4.34,N8.69；實驗值：C34.89,H4.28,N8.58。(2)紅外光譜(KBrpellet，cm-1)：3439(s),2932(w)(Cmethyl-H),1655(s),1615(w),1561(vs),1476(m),1440(w),1373(vs),1319(w),1100(w),1041(w),1001(w),956(w),808(m),776(m),727(s),669(m)。(3)X-射線單晶衍射：晶體學參數和部分鍵長如表1和表2所示。X-射線單晶衍射結果表明，上述鎘(II)金屬有機配合物在常溫下為無色單晶，其重復結構單元含有1個Cd2+陽離子，1個NH2-BDC2-陰離子，2個DMF配體和1個晶格水分子。每個Cd2+為七配位結構(圖1)，分別與來自3個不同NH2-BDC配體中的5個羧基氧原子和來自2個不同DMF分子中的2個氧原子配位，形成扭曲的五角雙錐構型。其中，Cd2+作為七連接節點，NH2-BDC配體作為四連接節點(圖2)，形成二維層狀網絡結構(圖3)。表1.[Cd(NH2-BDC)2(DMF)2]·H2O的晶體學參數R＝∑(‖Fo︱－︱Fc‖)/∑︱Fo︱.wR＝[∑w(Fo2–Fc2)2/∑w(Fo)2]1/2.表2.[Cd(NH2-BDC)2(DMF)2]·H2O的部分鍵長鍵角Cd1-O22.227(3)Cd1-O3i2.240(3)Cd1-O1ii2.255(2)Cd1-O62.306(5)Cd1-O52.343(4)Cd1-O4i2.538(3)O2-Cd1-O3i141.04(9)O2-Cd1-O1ii126.38(9)O3i-Cd1-O1ii92.52(9)O2-Cd1-O687.54(17)O2-Cd1-O591.39(15)O6-Cd1-O5178.87(15)O2-Cd1-O4i87.20(8)O3i-Cd1-O4i53.88(8)SymmetryCudes:i＝x,-y,0.5+z；ii＝0.5-x,0.5-y,2-z.實施例2：Cd(II)金屬有機配合物的熒光性能研究本實施例采用實施例1得到的基于5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物進行熒光性能研究。具體研究方法如下所述：(1)三維熒光性能測試：在室溫下測量基于5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物在200-600nm范圍內的三維固體熒光光譜。(2)實驗結果三維固體熒光光譜結果顯示(如圖4)，本發明所述的基于5-氨基間苯二甲酸的Cd(II)金屬有機配合物發射明亮的藍色熒光，在210nm激發波長下的最大熒光發射波長為495nm。當前第1頁1 2 3