[发明专利]一种环糊精金属框架圆偏振发光晶体及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种环糊精金属框架圆偏振发光晶体及其制备方法与应用。本发明证明了CD在K⁺存在时自组装成CD‑MOF晶体后，对客体分子的包合能力显著增强，手性光学性能得到提高。与单独CD只能诱导尺寸小于空腔的客体分子产生CPL相比，所有被测染料在CD‑MOF中都可以被诱导出CPL并显著放大。本发明为制备手性晶体材料提供了一种通用的方法。

技术领域

本发明属于材料领域，涉及一种环糊精金属框架圆偏振发光晶体及其制备方法与应用。

背景技术

圆偏振发光(CPL)是非外消旋的发光体系中左右圆偏振光存在差分发射，最终体现出左旋或者右旋圆偏振发光的现象，属于体系激发态手性。圆偏振发光材料在真三维立体显示、先进信息加密存储与处理、智能传感、自旋信息通讯、生物检测与探针等领域有着潜在的应用前景。因此，CPL材料制备与应用一直是先进材料领域的研究热点。除了早期对手性镧系配合物的研究外，近年来，有机CPL材料得到了越来越多的研究开发，因为有机CPL材料来源广泛、成本低廉、材料设计性强、结构功能的剪裁方便、色域丰富、有望应用于先进的柔性显示领域。目前的有机CPL材料的实现策略主要集中在两方面：将手性基团与发色团通过共价连接或者非共价自组装在一起。但前者的合成过程繁杂困难，后者需要手性与非手性部分的多种相互作用的良好协同。因此，如何高效地制备有机CPL材料仍然是一个巨大的挑战。

在非共价的超分子自组装策略中，主客体是一种非常便捷、有前景的方法。比如，环糊精是一类手性主体化合物，已被广泛用于诱导基态手性(ECD)。然而，环糊精诱导激发态手性即CPL的报道还非常有限，人们对于利用环糊精如何高效诱导激发态手性的认识严重不足。所以，研究环糊精通过主客体作用，可控诱导发色团高效产生CPL，制备有效的CPL材料尤为迫切。

环糊精是一系列环状低聚糖的总称，通常含有6～12个D-吡喃型葡萄糖单元，其中研究较多、并可工业上大量制备的是含有6、7、8个葡萄糖单元的α-环糊精，β-环糊精，γ-环糊精。环糊精是略呈锥形的圆环状分子，圆环外侧上端由C2和C3的仲羟基构成，下端由C6的伯羟基构成，具有亲水性，而环腔内部由于受到C-H键的屏蔽作用形成疏水区，疏水区的大小由葡萄糖单元的数量来决定。所以，环糊精是一类具有很强主客体作用的主体化合物，在超分子化学领域、食品和材料领域得到了广泛的研究。然而，环糊精的固有尺寸极大地限制了环糊精作为手性诱导主体的应用。2010年，J.F.Stoddart报道了第一例基于环糊精的金属有机框架(CD-MOFs)，随后得到了快速的发展。但是，对其手性特性，特别是用于手性发光领域方面，还未见研究报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种环糊精金属框架圆偏振发光晶体及其制备方法与应用。

本发明利用环糊精金属框架平台，通过简单包裹各种发色团的方法，便捷地制备各种圆偏振发光晶体材料。

本发明要求保护一种环糊精金属框架晶体材料，该环糊精金属框架晶体材料由空腔和框架组成；

所述框架由环糊精和配位金属离子M组成；其中，所述环糊精作为配体，所述配位金属离子M作为配位点；

水分子和溶剂A位于所述空腔中；所述溶剂A为能与水互溶的低沸点溶剂；

所述环糊精与所述配位金属离子M的摩尔比为1:6-8。

上述环糊精金属框架晶体材料中，所述环糊精选自α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精中至少一种；