[发明专利]基于八头羧酸配体的锆的金属有机框架材料及其制备和传感检测应用

说明书

基于八头羧酸配体的锆的金属有机框架材料及其制备和传感检测应用，属于晶态材料的技术领域。化学分子式为[Zr₆O₄(OH)₈(H₂O)₄(TCTA)]，H₈TCTA为有机配体2,3,5,6‑四(3,6‑双(4‑羧基苯基)‑9H‑咔唑‑9‑基)对苯二酸。该金属‑有机框架的合成为封闭条件下，2,3,5,6‑四(3,6‑双(4‑羧基苯基)‑9H‑咔唑‑9‑基)对苯二酸(H₈TCTA)与氯化氧锆(ZrOCl₂·8H₂O)在N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)和苯甲酸的混合溶液中，经由溶剂热反应得到金属有机框架材料的晶体；此金属有机框架材料显示出对肿瘤标志物的检测能力。

技术领域

本发明属于晶态材料的技术领域，技术涉及金属-有机配位聚合物材料，特征是一种锆的金属-有机框架材料、制备方法及其传感检测应用研究。

背景技术

金属-有机框架材料(Metal-Organic Frameworks，MOFs)，由无机金属离子与有机配体通过配位键构筑而成，是一类新型的有机无机杂化材料，具有比表面积大、孔隙率高、孔性可调、容易功能化等特征。

通过封装和共价键连接特定功能的分子等方式，MOFs可以与各种客体分子结合，从而设计出用于特定目的的新型复合材料。加上MOFs固有的生物降解性和生物相容性，使得MOFs与无机纳米材料相比具有更大的优势。在众多的 MOFs中，Zr(IV)-MOFs具有良好的化学稳定性，同时具有低毒、高生物相容性的特点，这些为其潜在的生物医学应用奠定了基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于八头羧酸配体的锆的金属有机框架材料和制备方法及其应用。

本发明的一种基于八头羧酸配体的锆的金属-有机框架材料，其特征在于，化学分子式为[Zr₆O₄(OH)₈(H₂O)₄(TCTA)]，H₈TCTA为八头羧酸有机配体2,3,5,6- 四(3,6-双(4-羧基苯基)-9H-咔唑-9-基)对苯二酸。

从框架连接构筑的角度，该金属-有机框架的晶体结构属于四方晶系，空间群为P4/mm，晶胞参数为：α＝β＝γ＝90°。

该金属-有机框架中，该晶体的不对称单元包括1个TCTA^8-配体、6个锆(Zr) 原子和16个O原子。每一个Zr以双反四角锥的配位模式和两个来自不同配体的O原子、四个μ₃-O/OH原子以及两个来自反应体系中水的O原子配位；六个 Zr和八个μ₃-O/OH原子、八个来自水中的氧原子以及八个来自不同配体的羧基氧相连构成了六核锆的次级构筑单元Zr₆O₄(OH)₈(H₂O)₄(COO)₈即Zr₆O₈簇。

在该金属-有机框架中，Zr-O键的键长在范围内；TCTA^8-配体中的四个咔唑垂直于中心苯环，咔唑上的两个羧基之间的夹角为90°；每个 TCTA^8-配体与八个Zr₆O₈簇相连，每个Zr₆O₈簇与来自八个晶体等效的TCTA^8-配体连接，形成具有一个具有一维菱形和方形孔道的三维框架结构。

从拓扑学角度看，每对TCTA^8-配体都可以看作是8-连接的节点，与此同时八配位的Zr₆O₈簇看作是8-连接的顶点，这两种类型的结构单元交替连接形成了一个(8,8)-连接的bcu网络。