[发明专利]一种简便、高效合成稳定金属有机骨架晶体的方法

说明书

一种简便，高效合成稳定金属有机骨架晶体[(ZnI₂)₃(TPT)₂]n·(solvent)x(TPT＝2，4，6‑三(4‑吡啶基)‑1，3，5‑三嗪)的方法。解决现有[(ZnI₂)₃(TPT)₂]n·(solvent)x合成方法耗时长，过程繁琐，产率低及合成晶体稳定性差的问题。合成步骤如下：将ZnI₂溶解于乙腈(CH₃CN)，TPT溶解于硝基苯(PhNO₂)与甲醇(CH₃OH)的混合溶剂，两种溶液混合均匀后，在一定温度的烘箱中经过一定时间晶化，形成特定形状的晶体。本方法的优点是：合成过程无需缓慢层析，只需烘箱中静置；巧妙的利用高温促进晶体生长的特征，缩短了结晶所需时间；合成方法可高产量获得稳定的棒状晶体，测定过程无需氮气(N₂)与低温保护。本发明得到的棒状[(ZnI₂)₃(TPT)₂]n·(solvent)x晶体可用作晶体海绵测定小分子，反应中间体和未知代谢物的结构以及消旋体的绝对构型。

技术领域

本发明设计一种金属有机骨架晶体的合成方法，具体涉及一种简便，高效合成稳定金属有机骨架晶体[(ZnI₂)₃(TPT)₂]n·(solvent)x(TPT＝2，4，6-三(4-吡啶基)-1，3，5-三嗪)的方法。

背景技术

金属有机骨架材料(Metal-Organic Frameworks)是一种通过无机金属离子与有机配体自组装形成的一种多孔配位聚合物。具有结构可调，永久超大孔隙，配位不饱和位点和可控的孔结构的特点[1]。基于以上优点，金属有机骨架广泛应用于光学[2]，传感[3]，分离分析[4]，气体存储[5]，催化[6]和药物转运[7]。

近年来金属有机骨架的线性刚性配体(1D)如4，4′-联吡啶，已经被广泛的研究，但其类似物3D配体2，4，6-三(4-吡啶基)-1，3，5-三嗪)目前缺乏系统的研究[8]。目前已有报道指出 TPT在与ZnI₂配位反应过程中可以自组装形成三维金属网络，此配位过程涉及一种动态性的双重渗透网络组装：也就是说，当客体分子移出网络孔隙时，孔自行收缩而不破坏其结晶的性质[8]。

2013年Fujita及其课题组提出[(ZnI₂)₃(TPT)₂]n·(solvent)x晶体并报道了晶体的应用，并在2014年发表了一个详细的方案，该方案利用“晶体海绵”法通过单晶X射线衍射对非晶体化合物进行结构解析[9]。其中晶体海绵技术不需要待测样品自身参与结晶过程，而是随着样品溶剂的挥发，用金属有机骨架晶体“海绵”来吸收含有目标分子的一滴液态客体。这种“海绵”含有微孔，能识别目标分子，并以一个有序阵列的形式结合它们，从而使得能够对所吸收的客体连同主体框架利用单晶X射线衍射进行分析。因此主体晶体也被称为“结晶海绵”或“晶体海绵”[8]。该课题组已描述了结晶海绵法在确定小分子结构，代谢物组分，反应中间体类型以及绝对构型分配中的广泛的应用前景。

结构解析是在化学研究中十分重要的部分，为快速准确确定待测分子的结构，目前常用方法主要有核磁共振波谱(NMR)，质谱(MS)，红外光谱(IR)等，它们可提供有关官能团，键连接性，分子式，立体化学和构象的分子结构信息。但严格来说，它们只能提供推测的分子结构，而X射线单晶衍射(XSCD)是直接获得原子结构信息最可靠的方法，包括绝对立体化学[9]。

XSCD存在一些关键的局限性：要求样品为晶体，非结晶化合物如液体或无定形固体不适用于这种类型的分析，这限制了分子结构的重要部分；其次，在测量之前，样品不能自动化并且制备过程需要耗费时间[9]。

参考文献