[发明专利]有机配体和基于Cu(II)离子的金属有机框架、其合成方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于金属有机框架的有机配体及其合成方法，还涉及基于Cu(II)离子的金属有机框架、其合成方法和作为热致变色材料的应用。

背景技术

热致变色材料是指一些化合物或混合物在受热或冷却时可见吸收光谱发生变化的功能材料，它具有颜色随温度改变而变化的特性，发生颜色变化的温度称为变色温度。这种材料是一种热记忆功能材料，是生产及生活中的一类重要的功能材料，广泛应用于工业、纺织、军事、印刷、医疗保健、诊断、建筑等领域。热致变色材料作为一种能对外界环境变化产生响应的新型智能材料，具有广阔的应用前景，从上世纪60年代发展至今，对热致变色材料的研制和应用已经相当广泛，连美元上都采用了热致变色油墨等防伪设计，可见，开发可逆的热致变色材料具有重要的经济和社会意义。目前，热致变色材料主要分为三大类：无机类、液晶类、有机类。无机类热致变色材料主要为无机盐类，如碘化汞HgI₂可以在127℃实现可逆的黄色到红色的颜色变化，碘化汞铜(Cu₂HgI₄)在67℃实现可逆的红色到黑色颜色变化；液晶类热致变色材料主要为胆甾型液晶；具有热致变色性质的有机化合物主要有三芳甲烷类、萤烷类、螺吡喃类等。由于有机-无机配位聚合物是90年代发展起来的一类有机-无机复合型功能材料，它兼具有机化合物和无机化合物的优势，又具有自己独特的性质，以该类超分子作为热致变色高分子材料是一种新的尝试。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种基于Cu(II)离子的金属有机框架(MOFs)。

本发明提供了基于Cu(II)离子的金属有机框架(MOFs)的合成方法。

本发明还提供了合成基于Cu(II)离子的暗红色金属有机框架(MOFs)的有机配体和它的合成方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

用于合成金属有机框架的有机配体，其化学命名为5-(2-吡啶基)-3-(3-吡啶甲硫基)-4-氨基-1,2,4-三氮唑，其化学结构式为：

该用于金属有机框架的有机配体的合成方法，包括以下步骤：

取中间体5-（2-吡啶基）-3-巯基-4-氨基-1，2，4-三氮唑（Reid,J.-R.;Heindel,N.D.J.Heterocyclic.Chem.1976,13,925.）和KOH置于15～30ml甲醇中常温搅拌10～15min，然后加入3-氯甲基吡啶盐酸盐，常温搅拌12～24h，用体积比为20～30：1的DCM（二氯甲烷）和MeOH（甲醇）混合溶剂硅胶柱层析得白色产物5-(2-吡啶基)-3(3-吡啶甲硫基)-4-氨基-1,2,4-三氮唑；其中，5-（2-吡啶基）-3-巯基-4-氨基-1，2，4-三氮唑、KOH、3-氯甲基吡啶盐酸盐的物质的量之比为10～12:12～15.6:10～13.2。

一种基于Cu(II)离子的金属有机框架（MOFs），其结构式为[Cu(C₁₀H₅N₃O₄)(SO₃CF₃)₂]_n，n为小于等于1.01×10¹⁵的自然数，结构式如下：

基于Cu(II)离子的金属有机框架（MOFs）的合成方法，采用5-(2-吡啶基)-3(3-吡啶甲硫基)-4-氨基-1,2,4-三氮唑为有机配体，与Cu(SO₃CF₃)₂配位聚合反应制得。

具体合成过程如下：