[发明专利]一种含金属铱-单吡啶基卟啉晶体材料及其制备方法

说明书

本发明属于激光防护材料领域，公开了一种通过金属铱二聚体与5,10,15‑三苯基‑20‑(4‑吡啶基)卟啉配位连接形成的非线性光学晶体材料及其制备方法，该晶体材料具有优秀的非线性吸收性能。本发明主要针对目前铱配合物在激光防护方面存在的性能不足与溶解性差等缺点，通过使用卟啉作为主要配体来增大其电子离域，从而改善其非线性光学性能。本发明通过配位效应将含金属铱二聚体与5,10,15‑三苯基‑20‑(4‑吡啶基)卟啉配位形成有机‑无机杂化功能配合物，然后在通过扩散法得到最终的晶体材料。本发明的复合材料比单一的有机或无机材料具有更好的非线性光学性能，同时利用组分间的协同效应也会使杂化功能材料具有比其单一材料更加突出的结构特性，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于激光防护材料领域，涉及一种含金属铱-单吡啶基卟啉晶体材料及其制备方法。

背景技术

近年来，金属铱二聚体作为一种新型的金属中心受到了人们大量的青睐。不仅是因为铱二聚体可以表现出与传统金属中心相同的性能，更重要的是，通过与简单配体配位形成的铱配合物可以表现出多重的骨架结构，并且，金属铱二聚体一般带有固定的活性位点，再与配体配位过程中的选择性更强，形成的配合物也更加稳定。随着人们对非线性光学研究的不断深入，各种非线性功能材料在日常生活中的潜在应用价值日益攀升。此外，激光的应用也不断增加，为了保护一些光学传感器和人眼免受激光的伤害，亟需拥有较好非线性光学功能材料。

由于以铱作为金属中心的配合物在光物理与光化学方面表现出良好的性能，所以人们对铱金属的关注度日益增加。通过2-苯基吡啶与金属铱合成铱二聚体，可以先对金属中心进行改性，使其通过外围基团可以进一步丰富最终配合物的骨架结构与非线性性能。此外，铱二聚体是通过氯桥将两个铱金属相连，再与配体配位时，通过特定条件将氯桥打开，可以使铱金属拥有两个固定的活性位点，从而增强其配位能力。

卟啉是一类具有大环共辄结构的有机化合物，在自然界中存在多种天然的卟啉及其衍生物，并且在人体内也有卟啉的存在，如血红素(铁卟啉)和血蓝素(铜卟啉)等，卟啉是由卟吩环和外围取代基团组成，卟吩是指由4个吡咯环和4个次

甲基首尾相连形成的大环共辄结构，具有芳香性。卟啉的外围基团通常可以进行修饰，以得到不同的性能。总体来说，卟啉具有以下优点：(1)独特的二维共轭大环π电子结构；(2)对光、热等具有较高的稳定性；(3)配位能力很强，可以与元素周期表中绝大多数的金属离子进行配位，形成配合物；(4)很高的摩尔消光系数；(5)卟啉及其衍生物结构多样、易于改性。

发明内容

针对目前非线性光学功能材料的研究现状，本发明通过环金属铱二聚体与5,10,15-三苯基-20-(4-吡啶基)卟啉经简便的化学合成制备了一种新型的金属铱配合物，含金属铱-单吡啶基卟啉晶体材料。

本发明所用的金属铱二聚体由水合三氯化铱与2-苯基吡啶配位而得，5,10,15-三苯基-20-(4-吡啶基)卟啉经由阿德勒法制备。

含金属铱-单吡啶基卟啉晶体材料，是由金属铱二聚体和5,10,15-三苯基-20-(4-吡啶基)卟啉配位而来的，所述金属铱二聚体通过氯桥断裂而产生的配位点和5,10,15-三苯基-20-(4-吡啶基)卟啉上的活性位点配位，再由扩散法得到一种具有三维结构的晶体；在532nm、4ns激光辐照下具有非线性光学吸收效应，归一化透射率达到0.63，晶体的结构式为：

所述含金属铱-单吡啶基卟啉晶体材料的制备方法，步骤如下：

步骤1：制备金属铱二聚体，备用；

步骤2：制备5,10,15-三苯基-20-(4-吡啶基)卟啉，备用；

步骤3：将步骤1与步骤2所得的产物加入到反应瓶中，以二氯己烷与甲醇的混合溶剂作为反应溶剂，加入六氟磷酸钾，氮气保护下加热回流反应，反应结束后，通过柱层析分离得到铱配合物固体；