一种四面体笼状结构配合物及其制备方法与流程

本发明属于超分子金属配合物领域，具体涉及一种四面体笼状配合物的制备及其性能表征。

背景技术：

超分子金属笼状配合物是金属离子与次级组分通过分子工程形成的一类配合物。通过分子工程构筑的各种配位超分子其结构特点是内部具有一定的空间，可以容纳一些客体分子因此可以作为分子容器、反应器、感应器。利用主-客体之间的识别效应、立体效应，在分子识别与交换、选择性催化、手性分离、发光探针，以及分子机器和分子器件等领域具有重要的应用价值。目前，笼状配合物的配体分子设计偏向于高结构对称性的新型有机大分子，以此来构造出结构易于检测，内部空腔体积较大的配合物。笼状配合物将会为功能材料的创制研究提供一种很好的途径。近年来各种可设计、可预测、可调控的精准巧妙的配位自组装策略的涌现，为定向合成不同结构的配位超分子的自组装提供了思路与应用实例。基于自组装超分子配位化合物的发展，提升和丰富了现代超分子化学的合成方法、表征技术及应用前景。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种四面体笼状结构配合物。

本发明的另一目的是提供上述配合物的制备方法。

本发明的目的技术方案如下：

一种四面体笼状结构配合物，结构如通式(i)所示：

根据权利要求1所述的配合物(i)的合成方法。以对硝基苯酚为原料与三聚氯氰经亲核取代反应得三对硝基苯氧基均三嗪，经铁粉还原得三对氨基苯氧基均三嗪；以三对氨基苯氧基均三嗪、三氟甲磺酸亚铁或三氟甲磺酸锌和3-甲基吡啶-2-甲醛通过自组装合成目标配合物。其反应过程如下：

反应(2)中的条件为：反应溶剂可选乙腈、甲醇、吡啶、二氧六环，优选为乙腈；反应温度可选为30～75℃，优选30～55℃。本发明采用的自组装合成方法，一步反应得到目标产物，简单易行。

配合物(i)在紫外光的激发下，具有较强的荧光性能，使其可以成为潜在的优质发光材料。

附图说明

附图1为配合物(i)(m＝fe)荧光光谱；附图2为配合物(i)(m＝zn)荧光光谱。

具体实施方式

实施例1

本例说明三对氨基苯氧基均三嗪的制备

对硝基苯酚3.00g(25.2mmol)和氢氧化钠1g(25.2mmol)加入到含100ml水和20ml丙酮的500ml四口烧瓶，磁力搅拌15min后，在冰浴下缓慢滴加溶有三聚氯氰1.5g(8.2mmol)的100ml丙酮溶液，加毕反应2h，过滤、洗涤、烘干后得到3.65g的白色三对硝基苯氧基均三嗪，熔点：208-212℃。¹hnmr(400mhz，cdcl3)：8.33(d，j＝8.76hz，2h)，7.37(d，j＝9hz，2h)，¹³cnmr(400mhz，cdcl3)：173.07，162.56，145.91，125.55，122.39。

将三对硝基苯氧基均三嗪1.78g(3.7mmol)，氯化铵3g(55mmol)，甲醇60ml和水20ml依次加入250ml烧瓶中，搅拌、加热至回流，在搅拌下分三次加入100目高活性还原铁粉3g(55mmol)，反应2h后趁热过滤，用热甲醇10ml×2洗涤滤饼，所得滤液用碳酸氢钠调ph至9，过滤、脱溶，得到的粗产物用甲醇重结晶，得到1.12g淡黄色三对氨基苯氧基均三嗪，产率63％，熔点：225-228℃。¹hnmr(400mhz，cdcl3)：6.94(d，j＝8.76hz，1h，benzene-h)，6.65(d，j＝8.72hz，1h，benzene-h)，3.70(s，6h，nh2)，¹³cnmr(400mhz，dmso)：174.09，146.88，142.24，122.07，114.64。

实施例2

本例说明一种四面体笼状结构配合物的制备及其荧光性能

(1)配合物(i)(m＝fe)的制备

在25ml烧瓶中依次加入25mg(0.062mmol)三对氨基苯氧基均三嗪、22mg(0.062mmol)三氟甲磺酸亚铁、3-甲基吡啶-2-甲醛22mg(0.186mmol)和10ml乙腈，n2保护30℃反应12h。反应毕，加15ml乙醚析出固体，离心分离后得到紫红色固体，乙醚洗涤、烘干得到产物33mg。产率为57.3％，熔点＞300℃。核磁数据¹hnmr(400mhz，cd3cn)：9.03(s，1h，imine-h)，8.14(d，j＝8.5hz，1h，pyridine-h)，7.62(t，j＝12.9hz，1h，pyridine-h)，7.48(d，j＝7.5hz，1h，pyridine-h)，7.21(d，j＝7.1hz，1h，benzene-h)，7.04(d，j＝5.0hz，1h，benzene-h)，5.82(d，j＝9.5hz，1h，benzene-h)，5.21(d，j＝8.6hz，1h，benzene-h)，2.82(s，3h，methyl-h)，质谱数据(esi-ms)：m/z383.6。

(2)配合物(i)(m＝zn)的制备

在25ml烧瓶中依次加入25mg(0.062mmol)三对氨基苯氧基均三嗪、23mg(0.062mmol)三氟甲磺酸锌、3-甲基吡啶-2-甲醛22mg(0.186mmol)和10ml乙腈，55℃反应12h。反应毕，加15ml乙醚析出固体，离心分离后得到白色固体，乙醚洗涤、烘干得到产物37mg。产率为59.1％，熔点＞300℃。核磁数据¹hnmr(400mhz，cd3cn)：8.73(s，1h，imine-h)，8.24(d，j＝7.8hz，1h，pyridine-h)，7.77(t，j＝7.8hz，1h，pyridine-h)，7.71(d，j＝4.2hz，1h，pyridine-h)，7.44(d，j＝7.3hz，2h，benzene-h)，6.02(s，2h，benzene-h)，2.69(s，3h，methyl-h)，¹³cnmr(400mhz，cd3cn)：179.35，156.08，152.15，151.71，150.07，149.26，145.76，134.80，129.15，127.47，122.70，质谱数据(esi-ms)：m/z387.6。

(3)配合物(i)荧光性能测定

配和物(i)的荧光光谱数据见附图1。由图可见，配合物(i)(m＝fe)在紫外光的激发下，在波长为416nm处发出了较强的荧光；配合物(i)(m＝zn)在紫外光的激发下，在波长为553nm处发出了较强的荧光，表明了该配合物(i)具有良好的荧光特性。