[发明专利]一种笼状合成超分子材料、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种笼状合成超分子材料，其特征在于，该笼状合成超分子材料是基于咪唑鎓盐和直线型连接子的笼状结构，其单元结构式为式(Ⅰ)和/或式(Ⅱ)：

式(I)中，R1为氢原子、硝基、胺基、或取代或未取代的N，S，P等杂原子、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的胺基、取代或未取代的硫醚链、取代或未取代的烷基或芳香族取代基；R2为氢原子、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的硫醚链、取代或未取代的烷基或芳香族取代基；R3为氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳香取代基；R4为氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳香取代基；R5为卤素原子、取代或未取代的芳香基团以及取代或未取代的炔基。

式(II)中,R6为如下结构：

。

2.根据权利要求1所述的笼状合成超分子材料，其特征在于，所述M为Ag⁺、Au⁺、Pt⁺、Pd⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Ru²⁺、Ir³⁺、Os³⁺、Mg²⁺、Pd²⁺、Pt²中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的笼状合成超分子材料，其特征在于，通过tpy-M²⁺-tpy基元连接，或通过py-M⁺-py或通过氰基与醛基缩合连接，或通过氨基与醛基缩合进行连接。

4.一种权利要求1-3任一项所述笼状合成超分子材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备式(I)所示的双咪唑鎓盐四臂有机配体，

式(I)中，R1为氢原子、硝基、胺基、或取代或未取代的N，S，P等杂原子、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的胺基、取代或未取代的硫醚链、取代或未取代的烷基或芳香族取代基；R2为氢原子、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的胺基、取代或未取代的硫醚链、取代或未取代的烷基或芳香族取代基；R3为氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳香取代基；R4为氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳香取代基；R5为卤素原子、取代或未取代的芳香基团以及取代或未取代的炔基；

(2)向步骤(1)制得的所述式(I)所示的双咪唑鎓盐四臂有机配体中加入溶剂，溶解，然后滴加金属盐溶液，加热反应，反应完毕后加入阴离子置换剂，过滤得沉淀，即为所述含有式(III)连接基元的笼状合成超分子材料；

(3)或向步骤(1)制得的所述式(I)所示的双咪唑鎓盐四臂有机配体中加入溶剂，溶解，然后加入有机二胺，加入弱酸作为催化剂，反应完毕后除去溶剂和催化剂，即得到所述含有式(IV)连接基元的笼状合成超分子材料；

(4)或向步骤(1)制得的所述式(I)所示的双咪唑鎓盐四臂有机配体中加入溶剂，溶解，然后加入对苯二乙腈，加入强碱作为催化剂，反应完毕后除去溶剂和催化剂，即得到所述含有式(V)连接基元的笼状合成超分子材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述阴离子置换剂选自NH₄PF₆、NH₄BF₄、NaSbF₆或LiNTf₂中的一种，步骤(2)中所述溶剂为醇、氯仿或醚中的至少一种。