[发明专利]一种含有噻吩功能基团的金属有机配合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种含有噻吩功能位点的多孔金属有机配合物及其制备方法和应用，具体的 说，涉及一种具有锌离子选择性识别功能的多孔的金属有机配合物的制备及其应用。

背景技术

近年来，功能性金属有机框架材料作为一个迅速发展的领域已经得到了相当广泛的关 注，一点很重要的理由是因为它们在实际应用领域具有着巨大的潜力。在光化学反应中，光 能的吸收和释放是通过在捕光化合物中能量由反应中心向驱电子中心的转移得以实现的。为 使能量转移过程中的效率达到最大化，捕光化合物中组分的相对取向是至关重要的。为了模 拟光合成过程，分子的合成同样依赖于组分间相对取向的有效控制，我们通常利用共价连接 来实现。而金属有机结构框架(MOFs)，通过固定晶体中不同连接基团或连接子与配位金属 的相对位置，为实现能量和电子在不同连接基团或连接子与配位金属之间的转移的有效控制 提供了一个独特的机会。多聚和低聚噻吩具有良好的光电性质得到了更多研究者的关注。

锌是人体必需的微量元素之一，在人体生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等重要生理 过程中起着极其重要的作用，但是锌摄入量过多可致中毒，如食入锌过多可引起急性锌中 毒，有呕吐、腹泻等胃肠道症状；慢性锌中毒可有贫血等症状；动物实验可致肝、肾功能及 免疫力受损。所以对环境中，食物中锌元素的检测就体现出了它的重要性。

发明内容

本发明的目的是利用三核镉簇次级建筑单元作为金属节点，利用含有噻吩基团的2,2’- 二联噻吩-5,5’-二羧酸(H₂btdc)作为有机配体，在一定的温度下，利用溶剂热的方法合成一 种含有噻吩功能基团的金属有机配合物。

本发明采用的技术方案是：一种含有噻吩功能基团的金属有机配合物，制备方法包括如 下步骤：

1)将2,2’-二联噻吩-5,5’-二羧酸H₂btdc、Cd(NO₃)₂·6H₂O和N,N-二甲基甲酰胺加入到 容器内，搅拌下溶解；

2)加入乙醇，搅拌均匀，将容器密封后放入烘箱内，于70-80℃下加热1-2天；

3)缓慢冷却到室温，有黄色块状晶体生成；

4)用N,N-二甲基甲酰胺洗涤，过滤，干燥，得目标产物。

上述的含有噻吩功能基团的金属有机配合物，按摩尔比，2,2’-二联噻吩-5,5’-二羧酸 H₂btdc：Cd(NO₃)₂·6H₂O＝1:2.5。

上述的含有噻吩功能基团的金属有机配合物，步骤2)中，将容器密封后放入烘箱 中，升温速率为5℃·min^-1。

上述的含有噻吩功能基团的金属有机配合物，所述的缓慢冷却到室温的降温速率为 5℃·h^-1。

本发明的含有噻吩功能基团的金属有机配合物可作为荧光探针进行应用。方法如下： 向含有噻吩功能基团的金属有机配合物的甲醇悬浊液中加入含有金属阳离子的甲醇溶液， 于激发波长300nm下检测荧光发射强度。

本发明的有益效果是：本发明所制备的含有噻吩功能基团的金属有机配合物在固态下和 甲醇中都展示出很强的荧光发射。通过用含有噻吩基团的配体构筑金属有机配合物向配合物 结构中引入功能位点，使其荧光发光表现出对Zn²⁺的选择性识别，随着Zn²⁺的加入配合物的 荧光强度明显增强，然而加入其他金属离子，荧光强度没有明显变化，或者减弱甚至淬灭。 本发明的配合物的这种荧光性质使其能应用为Zn²⁺的荧光探针。合成方法简单，具有应用前 景。

附图说明

图1a是本发明有机配体2,2’-二联噻吩-5,5’-二羧酸H₂btdc的结构式。

图1b是本发明金属有机配合物结构中H₂btdc配体的一种配位模式。

图1c是本发明金属有机配合物结构中H₂btdc配体的另一种配位模式。

图2a是本发明金属有机配合物结构中三核镉簇次级建筑单元。

图2b是本发明金属有机配合物结构中Cd(II)离子的配位环境。