[发明专利]一种具有荧光性的苯并咪唑类镉配合物及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及镉配合物，具体涉及一种苯并咪唑类镉配合物，特别是一种基于镉(II)离子和1-(1-(4-吡啶基甲基)-1H-苯并咪唑－2－基)乙醇构筑的具有荧光性的镉配合物及制备方法和应用。

背景技术

过渡金属配位聚合物由于具有光、电、磁等多种特性，在催化、发光、生物医药等领域表现出广阔的应用前景。苯并咪唑及其衍生物是一类具有较强配位能力、灵活多变配位模式的有机桥联配体，可以与金属离子进行自组装得到多种新颖结构的配合物。苯并咪唑类的小分子作为配体而制得的有机金属配合物，大多具有良好的光致发光和电致发光性能，在光电功能材料领域逐渐受到人们的重视，有关合成和性质的研究日益活跃。1-(1-(4-吡啶基甲基)-1H-苯并咪唑－2－基)乙醇，本身具有良好的发光性能，特别是当其与具有d¹⁰电子结构的金属离子配位形成配合物后，在荧光性能方面有着很高的应用价值。

发明内容

本发明是针对上述现状，提供一种具有荧光性能的苯并咪唑类镉配合物及其制备方法。

本发明提供的一种苯并咪唑衍生物镉配合物，化学式为：{[Cd_1.5(μ₂-HPyBIE)Br₃]·2H₂O}_n，其中HPyBIE代表1-(1-(4-吡啶基甲基)-1H-苯并咪唑－2－基)乙醇。该配合物的晶体属于单斜晶系，空间群为P21/c，晶胞参数：α＝γ＝90°，β＝116.212(8)°。该配合物是二维网状结构，一个不对称单元中包含一个半的镉离子、一个HPyBIE配体、三个配位的溴离子、和两个自由的水分子。金属Cd(II)离子有两种配位模式，其中金属Cd2(II)离子处于[CdNOBr₃]的五配位环境中，分别与三个溴离子、同一个HPyBIE配体上的苯并咪唑N原子和羟基O原子配位，构成了四方锥形的模式。金属Cd1(II)离子则采用六配位的模式配位，其中水平位置被四个溴离子占据，而轴向位置被两个不同HPyBIE配体上的吡啶N原子占据，形成了[CdN₂Br₄]的变形八面体构型。其中Cd-N的键长为2.241(4)和而Cd-Br键长从2.5148(15)到Br3和Br4原子有对称的原子，连接两个Cd2和一个Cd1原子形成一个三核的[Cd₃Br₄]作为第二连接单元SBU，相邻的Cd···Cd的距离为这个连接单元SBU与相邻的四个连接单元SBU通过四个配体HPyBIE以二齿侨联模式形成了二维网状结构沿着bc方向。

该配合物经元素分析C₃₀H₃₈Cd₃Br₆N₆O₆(1395.32):理论值：C,25.82,H,2.75,N,6.02.实验值:C,25.77,H,2.68,N,6.09％.红外表征(KBr,ν/cm^-1):3788w,3435s,3137m,2975m,2927w,1616s,1472s,1461m,1427m,1370w,1306w,1281w,1226w,1119w,1103w,1075w,1041m,1019w,907w,875w,763w,751s,636w,582w,479w。

室温条件下配合物及相应配体的固体荧光发射光谱显示，配体的荧光发射峰位于364nm和445nm(λ_ex＝315nm)，它的荧光来自π*→π或者π*→n的电荷跃迁。配合物{[Cd_1.5(μ₂-HPyBIE)Br₃]·2H₂O}_n的荧光发射峰为470nm(λ_ex＝298nm)，该荧光峰来自于配体和金属间的荷移跃迁。

本发明涉及一种苯并咪唑衍生物镉配合物的制备方法，包括下述步骤：

(1)将摩尔比为1:1～2的HPyBIE配体和CdBr₂分别溶解于乙醇和甲醇溶液中，将二者混合；

(2)室温下搅拌均匀，将溶液置于反应釜中，放于烘箱内，恒温120℃反应72小时，以5℃/h的速度降至室温，有黄色块状晶体析出，过滤，收集产品制成。

本发明的苯并咪唑衍生物镉配合物可以用作荧光光学材料。