[发明专利]一种含四氮唑-5-乙酸有机配体的非心金属镉配合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种含四氮唑-5-乙酸有机配体的非心金属镉配合物及其制备方法和应用。

背景技术

四氮唑-5-乙酸，英文名1H-tetrazole-5-acetic acid，作为一种灵活多变的多齿有机配体，具有多种配位方式，它能与过渡金属或稀土金属离子形成稳定的配合物，这些金属有机配合物在诸如发光、非线性、磁性、催化、储氢等功能材料方面发挥重要作用，可开发作为新型功能材料。目前，科学家们对金属有机配合物的发光性质的研究较为深入。物质分子、原子吸收光辐射被激发，再发射出与吸收波长相同或更长的光，称为光致发光，最常见的为荧光和磷光，相对而言，荧光发射的研究更为深入，应用更为广泛。金属有机配合物的荧光发光性质，包括荧光发光的发射强度（荧光量子产率）和发射波长等，不仅和中心金属离子有关，很大程度上与有机配体的分子结构有关。四氮唑-5-乙酸及其金属配合物因其自身特性而有可能作为荧光发光材料：（1）存在四氮唑五元环电子共轭体系和强的π-π*吸收跃迁，具备了发射较强荧光的可能；（2）存在羧基拉电子基团，有利于分子内的电荷转移；（3）羧基和四氮唑五元有较强的且丰富多样的配位能力，可以和金属离子形成不同维数的结构新颖的金属配合物，从而调控化合物的发光。因此深入地研究含四氮唑-5-乙酸有机配体的非心金属镉配合物的合成、结构和发光性质，不仅能在配位化学领域为我们提供更多更新颖的非心结构模型，更能有利于设计和合成具有高荧光量子产率的发光化合物，拓宽发光材料的筛选范围。

发明内容

本发明的目的在于合成一种蓝色荧光发光的含四氮唑-5-乙酸有机配体的非心金属镉配合物[Cd₃(tza)₂(OH)₂]_n。其技术方案如下： 

我们选择氯化镉(CdCl₂)、氰基乙酸(NCCH₂COOH)和叠氮钠(NaN₃)作为原料，其摩尔比为2：1：2，加入适量的固态氢氧化钠(NaOH)调节反应体系的酸碱度，采用水热合成技术，升温至130–150 ℃，恒温2–4天，然后降至室温。通过氰基与叠氮离子间的[2+3]环加成原位配体反应，从而生长出含四氮唑-5-乙酸有机配体的非心金属镉配合物[Cd₃(tza)₂(OH)₂]_n的单晶。荧光光谱测试表明，该配合物在430 nm附近发出较强的蓝色荧光。

我们测得该配合物的晶体结构，四氮唑-5-乙酸配体与μ₃-羟基共同与金属镉离子配位，从而形成一个复杂的非中心对称三维结构，结构参数如下：[Cd₃(tza)₂(OH)₂]_n：空间群为Fdd2 (No. 43)，单胞参数为a = 12.7～12.9                                               ，b = 24.3～24.5 ，c = 7.6~7.8 ，a = = = 90 °, 单胞体积V = 2406(3) ³，Z = 8。

本发明所述的含四氮唑-5-乙酸有机配体的非心金属镉配合物是在水热条件下采取原位配体水热合成反应得到的。

该非心配合物可能成为一种新的荧光发光材料，并可用于制作荧光发光器件。

本发明具体反应式为：

2n NCCH₂COOH(氰基乙酸) ＋ 3n CdCl₂ ＋ 2n NaN₃ ＋ 2n H₂O  [Cd₃(tza)₂(OH)₂]_n ＋ 2n NaCl ＋ 4HCl

本发明的优点是：1、该非心配合物有良好的蓝色荧光特性，其荧光强度较大，在430 nm附近发出较强的蓝色荧光；2、与大多数配合物不同，经水热合成的该化合物结构中不含水分子，室温下长期稳定存在；3、原位配体水热合成方法，易操作、原料来源充足、生产成本低廉、化合物合成的产率较高，纯度也很高以及重复性好，使得其适合扩大化生产的要求。

附图说明