一種具有混合配體的含鎘二維聚合物及其制備方法技術

本發明專利技術涉及配位聚合物材料領域，特別涉及一種具有混合配體的含鎘二維聚合物及其制備方法。一種具有混合配體的含鎘二維聚合物，化學式為化學式為C20H17N3O6Cd，所述聚合物為正交晶系，Fdd2空間群，晶胞參數為a=17.286(2)?，b=30.435(8)?，c=14.723(3)?，α=90o，β=90o，γ=90o，V=7750.1(14)?3。本發明專利技術的含鎘二維聚合物合成方法簡便，產物穩定性好，結晶度高。該二維聚合物在分子磁體、分子發光、催化等領域有非常好的潛在的應用前景。而且合成該配位聚合物采用的溶劑熱法有利于生長極少缺陷、取向好、完美的晶體，且制備方法簡單，無污染。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及聚合物材料領域，特別涉及一種具有混合配體的含鎘二維聚合物及其制備方法。
技術介紹
多齒配體的配位化學一直以來是配位化學研究的熱點領域之一。常用的多齒配體有多齒羧酸配體和多齒含氮配體。利用多齒羧酸配體或者多齒含氮配體構筑的配位聚合物具有很好的穩定性、容易制備且具有廣泛的用途，包括作為功能材料在分子磁體、氣體吸附、催化、熒光和生物活性等方面有廣泛的應用。含多齒羧酸配體的配位聚合物具有以下特點和優勢：(1)具有豐富的配位方式，有包括單齒配位、雙齒螯合配位和橋聯配位模式。(2)原子配位能力強，可以和多種金屬配位，并且還可與金屬離子形成簇基配合物或者簇單元，從而構筑結構更加新穎、性質更加獨特的拓撲網絡結構。(3)多齒羧酸的羧基去質子化的程度不同可形成不同的結構。羧基可以全部或者部分去質子化，可以作為氫鍵的受體或者供體，協同配位鍵和金屬鍵等作用參與超分子的自組裝。羧酸配體的優越性很大程度上促進了羧酸配位聚合物的發展。多齒含氮配體也有上述類似作用。?
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種具有混合配體的含鎘二維聚合物。本專利技術的另一個目的在于提供上述聚合物的制備方法。本專利技術所要解決的技術問題通過以下技術方案予以實現：一種具有混合配體的含鎘二維聚合物，化學式為C20H17N3O6Cd，所述聚合物為正交晶系，Fdd2空間群，晶胞參數為a=17.286(2)??，b=30.435(8)??，c=14.723(3)?，α=90?o，β=90?o，γ=90?o，V=7750.1?(14)??3。一種具有混合配體的含鎘二維聚合物的制備方法：將有機配體對苯二甲酸、3-吡啶-3-基咪唑[1,2-a]吡啶以及可溶性鎘鹽加入至N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液中，攪拌，然后轉移至密閉容器中緩慢加熱升溫至溶劑熱條件下反應，反應后降至室溫得到所述二維聚合物。所述3-吡啶-3-基咪唑[1,2-a]吡啶英文名為3-pyridin-3-ylimidazo[1,2-a]pyridine，其化學結構式如下所示：進一步的，所述對苯二甲酸、3-吡啶-3-基咪唑[1,2-a]吡啶和可溶性鎘鹽的摩爾比為1.6~2.4:?0.8~1.2:2.6~3.6。進一步優選的，所述對苯二甲酸、3-吡啶-3-基咪唑[1,2-a]吡啶和可溶性鎘鹽的摩爾比優選為2:?1:?3。進一步的，所述N,N-二甲基甲酰胺和蒸餾水的體積比為0.5~1.5:3.5~4.5。進一步的，所述加熱溫度為120~160℃。進一步的，所述反應時間為10小時~48小時。進一步的，所述鎘鹽為硝酸鎘、氯化鎘中的至少一種。?本專利技術具有如下有益效果：本專利技術的含鎘二維聚合物合成方法簡便，所得產物穩定性好，結晶度高。該二維聚合物在分子磁體、分子發光、催化等領域有非常好的潛在的應用前景。而且合成該配位聚合物采用的溶劑熱法有利于生長極少缺陷、取向好、完美的晶體，且制備方法簡單，無污染。附圖說明圖1為本專利技術實施例1中的具有混合配體的含鎘二維聚合物C20H17N3O6Cd以金屬中心Cd的配位環境圖。圖2為本專利技術實施例1中的具有混合配體的含鎘二維聚合物C20H17N3O6Cd的二維結構圖。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術進行詳細的說明，實施例僅是本專利技術的優選實施方式，不是對本專利技術的限定。實施例1將1.0mmol的對苯二甲酸、0.5mmol的3-吡啶-3-基咪唑[1,2-a]吡啶以及1.5mmol的硝酸鎘加入至2mLN,N-二甲基甲酰胺和8mL蒸餾水的混合溶液中，攪拌，然后轉移至密閉容器中緩慢加熱升溫至140℃溶劑熱條件下反應，反應12小時后降至室溫得到所述二維聚合物C20H17N3O6Cd，產率為61.7%?(基于Cd)。然后將上述具有混合配體的含鎘二維聚合物進行結構表征。該具有混合配體的含鎘二維聚合物的X射線衍射數據是在Bruker?Smart?Apex?CCD面探衍射儀上，用MoKa輻射(λ?=?0.71073??)，以w掃描方式收集并進行Lp因子校正，吸收校正使用SADABS程序。用直接法解結構，然后用差值傅立葉法求出全部非氫原子坐標，并用理論加氫法得到氫原子位置(C?H?1.083??)，用最小二乘法對結構進行修正。計算工作在PC機上用SHELXTL程序包完成。該聚合物晶體學參數見表1。結構見圖1，圖2。表1.???聚合物的晶體學參數與結構解析從晶體結構來看，該聚合物屬于正交晶系，Fdd2空間群。每個不對稱單元中包含一個Cd原子，一個1,4-對苯二甲酸分子，一個3-吡啶-3-基咪唑[1,2-a]吡啶分子以及兩個水分子。其中，Cd原子采用八面體的配位構型，分別與兩個3-吡啶-3-基咪唑[1,2-a]吡啶分子上的N（一個來自吡啶環上的N，另一個來自咪唑環上的N），兩個羧酸中的O以及兩個水分子中的O配位(如圖1所示）。Cd-N鍵長為2.058(4)-2.099(3)??，Cd-O鍵長為2.029(1)-2.124(2)??。每個1,4-對苯二甲酸分子分別與兩個Cd原子連接，每個3-吡啶-3-基咪唑[1,2-a]吡啶分子分別與兩個Cd原子連接，最終，它們形成了如圖2所示的二維網狀結構。實施例2將2.4mmol的對苯二甲酸、0.8mmol的3-吡啶-3-基咪唑[1,2-a]吡啶以及2.7mmol的氯化鎘加入至2mLN,N-二甲基甲酰胺和6mL蒸餾水的混合溶液中，攪拌，然后轉移至密閉容器中緩慢加熱升溫至130℃溶劑熱條件下反應，反應12小時后降至室溫得到所述二維聚合物C20H17N3O6Cd，產率為58.9%?(基于Cd)。實施例3將0.8mmol的對苯二甲酸、0.6mmol的3-吡啶-3-基咪唑[1,2-a]吡啶以及1.4mmol的硝酸鎘加入至2mLN,N-二甲基甲酰胺和8mL蒸餾水的混合溶液中，攪拌，然后轉移至密閉容器中緩慢加熱升溫至160℃溶劑熱條件下反應，反應30小時后降至室溫得到所述二維聚合物C20H17N3O6Cd，產率為52.1%?(基于Cd)。實施例4將2.1mmol的對苯二甲酸、1.2mmol的3-吡啶-3-基咪唑[1,2-a]吡啶以及3.2mmol的氯化鎘加入至1mLN,N-二甲基甲酰胺和7mL蒸餾水的混合溶液中，攪拌，然后轉移至密閉容器中緩慢加熱升溫至120℃溶劑熱條件下反應，反應48小時后降至室溫得到所述二維聚合物C20H17N3O6Cd，產率為56.3%?(基于Cd)。?以上所述實施例僅表達了本專利技術的實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本專利技術專利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術方案，均應落在本專利技術的保護范圍之內。?本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有混合配體的含鎘二維聚合物，其特征在于：化學式為C20H17N3O6Cd。

【技術特征摘要】
1.一種具有混合配體的含鎘二維聚合物，其特征在于：化學式為C20H17N3O6Cd。
2.根據權利要求1所述的一種具有混合配體的含鎘二維聚合物，其特征在于：所述聚合物為正交晶系，Fdd2空間群，晶胞參數為a=17.286(2)??，b=30.435(8)??，c=14.723(3)?，α=90?o，β=90?o，γ=90?o，V=7750.1?(14)??3。
3.權利要求1所述的一種具有混合配體的含鎘二維聚合物的制備方法，其特征在于：將有機配體對苯二甲酸、3-吡啶-3-基咪唑[1,2-a]吡啶以及可溶性鎘鹽加入至N,N-二甲基甲酰胺和蒸餾水的混合溶液中，攪拌，然后轉移至密閉容器中緩慢加熱升溫至溶劑熱條件下反應，反應一段時間后降至室溫得到所述二維聚合物。
4.根據權利要求3所述的一種具有混合配體的含鎘二維聚合物的制備方法，其特征在于：所述對苯二甲酸、3-吡啶-3-基咪唑[1,2-...

【專利技術屬性】
技術研發人員：段晶晶，王大偉，
申請(專利權)人：段晶晶，
類型：發明
國別省市：廣東;44