[发明专利]醚链连接的氮杂环双卡宾金属络合物及其制备方法与用途

说明书

关于资助研究或开发的声明 

本发明是在国家自然科学基金(基金号为20672081)和天津市自然科学基金(基金号为07JCYBJC00300)的资助下进行的。 

技术领域

本发明属于金属有机化学技术领域，涉及具有醚链连接的N-杂环双卡宾金属配合物。更具体的说是一种N-杂环双卡宾汞和银的金属配合物及其制备方法。以及N-杂环双卡宾银金属配合物的荧光性能的研究。 

背景技术

1964年Fischer等人将卡宾引入到无机和金属有机化学中以后，金属卡宾在有机合成(作为试剂和催化剂)和高分子化学中得到了广泛的应用。1968年 和Wanzlick等人发现了N-杂环卡宾的金属配合物1和2，但他们仅限于金属配合物的研究。特别是1991年Arduengo第一次分离得到了稳定的游离N-杂环卡宾(NHC)3以后，N-杂环卡宾引起了广泛的关注。 

最近十几年来已经合成了大量结构新颖的N-杂环卡宾金属配合物。对这些络合物的物理化学性能做了许多研究，发现这类配合物在催化剂，荧光材料等方面有很高的应用价值。同时，此类配合物对热，水和空气有良好的稳定性，也为其被广泛应用提供了前提条件。因此，这一领域成为了最近几年有机化学的研究热点之一。 

荧光分子开关作为超分子化学的一个重要组成部分，正在受到各国科学家的广泛关注。在荧光分子开关中主体和客体间通过不同的作用方式相结合，它们的形成主要依赖一些弱相互作用，如分子间的氢键、芳香π-π、阳离子-π、CH-π和van der Waals作用等。但也有一些是通过共价键形成的。荧光分子开关在对客体的分析和检测中有一些突出的优点，通过荧光强度的变化可以直观地体现客体的存在；它具有高的灵敏度，甚至单个分子也能被检测到；荧光传感测量法是非侵入性的，对样品不具破坏性。 

荧光开关发生的原理有几种类型，最常见的一类为光诱导电子转移体系(Photoinduced Elecktron Transter Systems，PET)。一个完整的光诱导电子转移体系一般由三个部分组成，即荧光团、间质和受体。这三个部分分工明确，各司其职：荧光团部分专管光能的吸收和荧光的发射，受体部分则用于结合客体，这两个部分被间质隔开，仅又靠间质相连成一个分子，其结果是构成了一个在选择性识别客体的同时给出光学信号变化的超分子体系。荧光分子开关的研究已成为世界性前沿课题。通过对其深入研究必将在生命科学、信息科学、环境分析、临床医学和显微技术等领域得到广泛的应用。 

发明内容

本发明的目的在于提供醚链连接的氮杂环双卡宾金属配合物，特别是醚链连接的氮杂环双卡宾汞或银配合物。 

本发明也涉及了作为制备此类有机金属配合物的双阳离子杂环前体的制备方法。 

本发明所述的双阳离子杂环前体的制备方法，指的是先用溴代烷(或2-氯甲基吡啶等)与咪唑(或苯并咪唑)合成相应的烷基咪唑、烷基苯并咪唑、1-吡啶甲基苯并咪唑等。再与二卤代醚反应生成双咪唑(或苯并咪唑)卤化物，再通过六氟磷酸铵进行阴离子交换反应得到相应的六氟磷酸盐。 

本发明同时又涉及了环状氮杂环双卡宾汞，铜和银配合物及其制备方法。 

本发明更进一步涉及了醚链连接的N-杂环双卡宾金属配合物在制备荧光材料中的应用。 

为完成上述各项发明目的，本发明提供如下的技术方案：具有醚链连接的N-杂环双卡宾金属配合物化学通式如下： 

ML_q(Y)_m

其中，M为汞、银或铜的金属阳离子； 

L为通过醚链连接的氮杂环双卡宾； 

q为1或2； 

Y为卤素负离子或六氟磷酸根负离子； 

m表示负离子的个数，其值为1或2。 

本发明所述的氮杂环双卡宾选自由下列式子表示的化合物： 

其中n为1～3，R是独立地或结合起来为氢或C₁-C₆有机基，C₁-C₆有机基选自烷基、支链烷基、环烷基、链烯基、环烯基、炔基、芳基、芳基烷基、含氮杂环(如吡啶环)或烷氧基。