[发明专利]一种基于4,4’-联吡啶-衣康酸衍生配体的锌(II)荧光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于4,4’‑联吡啶‑衣康酸衍生配体的锌(II)荧光材料及其制备方法，分子式为{[Zn(HL)₂(H₂O)₂]·2NO₃}_n，HL代表脱去一个羧酸氢的4,4’‑联吡啶‑衣康酸衍生配体，单晶结构具有一维链状结构，其不对称构筑单元包含半个锌(II)离子、一个4,4’‑联吡啶‑衣康酸衍生配体、一个末端配位水分子和一个游离的硝酸根阴离子；4,4’‑联吡啶的吡啶氮与衣康酸中的双键通过亲电加成反应合成含N(+)‑C键的半刚性羧酸配体，再与锌(II)离子通过原位配位反应合成锌(II)荧光材料。本发明合成提纯方法简单，成本低廉，荧光性能良好，作为荧光材料应用于发光分子器件和荧光探针等领域。

技术领域

本发明属于光学材料应用技术领域，具体涉及一种基于4,4’-联吡啶-衣康酸衍生配体的锌(II)荧光材料及其制备方法，以及其作为荧光材料在发光分子器件和荧光探针等领域的应用。

背景技术

金属有机配位聚合物作为一种新型的微孔晶体材料，不仅结构多样，而且在光学、电学、磁学、气体储存和分离等领域有着巨大的应用前景。众所周知，配位聚合物的性能与结构有着紧密的联系。当前晶体工程学的重要任务是选择合适的有机配体和金属离子，根据晶体工程原理和自组装规律，通过调控影响反应过程的各种因素，从而获得结构新颖、性能独特金属有机配位聚合物。利用金属有机配位聚合物的荧光性质在发光分子器件和荧光探针等领域已进行了广泛的研究。[Chem. Soc. Rev., 2017, 46: 3134-3184； Nature,2003, 423: 705-714；Angew．Chem．Int．Ed．，2011，50: 8110—8113]。

这类多孔材料以过渡金属和多官能团有机配体为基本构件组装而成。与传统有机和无机多孔材料(如沸石和多孔碳材料等)相比，纳米孔洞金属-有机骨架材料具有密度小、比表面积高、制备条件温和等特点，更为重要的是，通过设计具有不同结构和功能的有机配体以及使用众多过渡金属离子，可以方便地对金属-有机骨架材料进行结构剪裁，从而达到对这类多孔材料的性质进行有效调控。[Chem. Soc. Rev., 2008, 37: 191-214；Chem.Soc. Rev., 2009, 38: 1257-1283；Chem. Soc. Rev., 2017, 46：239--274] 构筑有机配体常用的是多羧酸或多吡啶等，其中, 羧酸类配体上的每个羧基氧原子具有2 个孤对电子, 能够产生单齿、单齿桥连和双齿螯合等多种配位模式, 而吡啶基上的氮原子有1 对孤对电子, 只有单一的配位模式。与这些单一配体相比，将柔性的羧酸配体和多吡啶类配体结合形成的半刚性羧酸配体是构建荧光材料的一个更好的选择，因为此类配体兼具好的刚性和柔性，刚性可使配体在保持配体荧光性能的同时，与金属结合更易形成晶态配合物，并可使构建的配合物具有好的稳定性，而柔性使配体可以呈现更丰富的配位方式，从而合成出更多的结构多变的配合物，进而为具有优良荧光性能的荧光材料的设计提供更多的可能。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于4,4’-联吡啶-衣康酸衍生配体的锌(II)荧光材料及其制备方法，本发明的合成和提纯方法简单，成本低廉，荧光性能良好，作为荧光材料在发光分子器件和荧光探针等领域具良好的应用前景。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于4,4’-联吡啶-衣康酸衍生配体的锌(II)荧光材料，所述锌(II)荧光材料分子式为{[Zn(HL)₂(H₂O)₂]·2NO₃}，其中，HL代表脱去一个羧酸氢的4,4’-联吡啶-衣康酸衍生配体，结构式为，且具有一维链状结构，所述的一维链状结构的不对称构筑单元包含半个锌(II)离子、一个4,4’-联吡啶-衣康酸衍生配体、一个末端配位水分子和一个游离的硝酸根阴离子。