[发明专利]一种具有光可控性能的智能稀土发光超分子器件及其制备

说明书

技术领域

本发明属于分子器件与分子开关技术领域，特别是一种具有光可控性能的智能稀土发光超分子器件及其制备。 

背景技术

器件和机器在人类的生活中起着不可替代的作用。当今主要以电子计算机技术为代表的机器和器件的微型化已经接近于一个极限。在分子级别上对宏观的各种物理机械器件以及复杂自然体系中功能生物分子基本功能的模拟，让人们对未来的智能化生活充满了向往。超分子化学的发展为科学家提供了一种新的积小为大（bottom-up）的方法来设计制造分子水平的机器以满足人们的需要。由许多不连续的分子元件组装起来的以实现特定功能的组装体被认为是一个分子水平的器件。 

在人造分子器件中，稀土离子发光具有长波长线状窄发射峰、长荧光寿命、大的斯托克斯位移等独特的光谱性质，基于稀土发光的器件具有很好的发展前景,至今稀土发光器件在荧光成像、发光材料和传感器件方面都有广泛应用。与宏观的机器类似，分子水平的机器和器件运作也需要能量输入既光能，电能或者化学能的输入，分子内则表现为电子云的重新排布。其中光能具有容易获得、反应迅速、可远程控制、清洁的显著优势，因此利用光能作为调控分子器件的动力，在制备用于说明，存储，处理，转换信息的人工智能的分子水平的器件方面具有很广阔的应用潜力。 

发明内容

本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种具有光可控性能的智能稀土发光超分子器件及其制备，该超分子器件为带有稀土金属铕配合物的24冠8主体大环1和具有光异构功能二杂芳基乙烯客体2·PF₆的组装体，其具有高效、灵敏、可远程控制、绿色清洁、高耐疲劳性等显著优势，在纳米信息处理技术和纳米记忆材料领域具有广阔的应用前景。 

本发明的技术方案： 

一种具有光可控性能的智能稀土发光超分子器件，为由带有稀土金属铕配合物的24冠8主体大环1和具有光异构功能的二杂芳基乙烯客体2·PF₆混合构成的准轮烷组装体[1·2][PF₆]，其化学式为C₉₂H₈₀EuF₂₁N₅O₁₅PS₄，其结构式为： 

一种所述具有光可控性能的智能稀土发光超分子器件的制备，步骤如下： 

1）将氯仿和乙腈按体积比为1：1混合，得到混合有机溶剂； 

2）常温下将制备的24冠8大环稀土铕配合物1和二杂芳基乙烯客体2·PF₆分别溶于上述混合有机溶剂中，带有24冠8大环稀土铕配合物1和二杂芳基乙烯客体2·PF₆与混合有机溶剂的用量比均为1毫摩尔/50-80mL； 

3）常温下将上述两种溶液混合，带有24冠8大环稀土铕配合物1和二杂芳基乙烯客体2·PF₆的摩尔比为1:1，即可制得稳定的准轮烷组装体[1·2][PF₆]。 

所述24冠8主体大环1的化学式为C₆₃H₅₃EuF₉N₃O₁₄S₃，结构式为： 

其合成方法，步骤如下： 

1）将2-乙酰吡啶、4-甲酰基苯并24冠8、KOH和质量浓度为29.3%的氨水按摩尔比2：0.7：4：4加入干燥的乙醇中，在N₂保护剧烈搅拌下，保持在35℃温度下反应72小时，反应完毕后，冷却到室温，抽滤，用乙醇洗涤滤饼，将粗 产品在体积比为2：1的CH₂Cl₂-水混合液中分配，水相再用CH₂Cl₂洗涤两次，合并有机相，用乙醇重结晶，得到白色固体为三联吡啶苯并24冠8； 

2）将[Eu(tta)₃].3H₂O和三联吡啶苯并24冠8按摩尔比1：1加入到干燥的四氢呋喃中，[Eu(tta)₃].3H₂O和三联吡啶苯并24冠8与四氢呋喃的用量比均为0.2mmol/30-60mL，在N₂保护剧烈搅拌下，反应4个小时，反应完毕后，旋去溶剂，用乙醚和正己烷进行重结晶，得到黄色固体即为24冠8主体大环1。