[发明专利]一种双层八元中空环状金属有机超分子及其合成方法

说明书

本发明超分子合成技术领域，且公开了一种双层八元中空环状金属有机超分子及其合成方法，所述超分子具有双层八元环状结构；其制备方法包括以下步骤：S1：制备式(I)所示的二聚K型六臂三联吡啶金属有机配体，式中，R为醚链、烷基链；S2：向S1制得的所述式(I)所示的二聚K型六臂三联吡啶金属有机配体中加入溶剂，溶解后加入金属盐溶液，加热反应，反应完毕后加入阴离子置换剂，过滤得到即为所述八元中空环状金属有机超分子。本发明提供的超分子，由二聚K型的六臂三联吡啶金属有机配体与过渡金属离子通过配位键导向的自组装构建而成，刚性结构使其稳定，其制备方法反应条件温和，无需借助模板即可合成中空环状结构的环状配合物。

技术领域

本发明涉及超分子合成技术领域，具体为一种双层八元中空环状金属有机超分子及其合成方法。

背景技术

在超分子化学领域，基于环形化合物的大环化学因在超分子识别、催化和主-客体相互作用方面的卓越性能而备受关注。常见的大环化合物包括冠醚、环糊精、杯芳烃、葫芦脲和柱芳烃等。为了合成更大尺寸的超分子大环，科学家们开始借助模板效应在促进环状超分子的构筑。这些模板通过临时键合作用力(金属-配体配位键、氢键、共价键等)来连接底物，促进了超分子大环的合成。然而，无需模板来进行金属有机超分子大环的自组装仍然是超分子化学领域的目标和挑战之一。随着超分子识别催化、生命科学应用等方面的研究的不断深入，环状化合物结构的可控制对于实现其潜在功能和应用具有重要意义。有效地控制组装八元中空超分子大环也是个具有重要意义的课题。

超分子化学的发展离不开新型大环化合物的合成，特别是具有独特结构的大环化合物。过去几十年间，超分子化学领域取得了显著的发展，金属离子和有机配体的配位驱动自组装被广泛应用于各种功能性二维和三维体系结构的构建。金属配位是利用金属离子和有机配体之间的配位作用力来指导不同有机分子的组合。所需配合物的结构可以通过在合适的条件下合理选择金属离子和有机配体来控制。三联吡啶配体是一类重要的三齿配体，其能够与大多数过渡金属离子及部分稀土金属离子形成稳定的配合物。化学工作者们也在寻求同时具有数学和艺术美学的复杂和功能结构的超分子大环合成。值得一提的是，有机配体的灵活性和相差不大的热力学或动力学稳定性可能导致混合的产物，因此精确控制单一组分超分子结构的形状和大小在今天仍然被视为一个巨大的挑战。

因此，如何进一步更精确地调控配体结构来影响特定形状的超分子结构的构筑仍旧是一项亟需解决的难题。现有技术中，还没有具有双层八元中空环状超分子的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种双层八元中空环状金属有机超分子及其合成方法，解决了背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种双层八元中空环状金属有机超分子，其具有式(II)所示的双层八元环状分子结构：

                             

式中，R为醚链、烷基链；M₁为Ru^II金属离子；M₂为Zn^II、Fe^II、Cu^II金属离子。

前述双层八元中空环状金属有机超分子的合成方法，包括以下步骤：

S1：制备式(I)所示的二聚K型六臂三联吡啶金属有机配体，

S2：向S1制得的所述式(I)所示的二聚K型六臂三联吡啶金属有机配体中加入溶剂，溶解后加入金属盐溶液，加热反应，反应完毕后加入阴离子置换剂，过滤得到即为所述八元中空环状金属有机超分子。

优选的，S1中所述式(I)所示的R为醚链、烷基链的其中一种。

将S1中所述式(II)所示的二聚K型六臂三联吡啶金属有机配体的制备方法包括以下步骤：