[發明專利]一種手性鋅配合物二級構筑空心微球及其制備方法

無效

• 申請號: 201110080809.6
• 申請日: 2011-04-01
• 公開（公告）號: CN102180896A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 程鵬;殷艷艷
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C07F3/06
• 分類號: C07F3/06;B01J31/22;B01J35/10
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

本發明涉及功能性配位聚合物材料，尤其涉及一種手性鋅配合物二級構筑空心微球及其制備方法。

背景技術

空心球是一種內核有空氣或溶劑組成的特殊材料，其低密度和高比表面的特點使其具有良好的滲透性、吸附性、篩分分子能力和光學性能。該材料中空部分可容納大量客體分子或大尺寸客體，從而使得空心微球作為一種新型的功能化材料應用于催化，色譜，藥物緩釋體系。目前大部分空心微球是基于無機物諸如Cu₂O合成的，而金屬有機配合物因綜合有機和無機兩種組分而顯示出諸如手性、磁性等獨特性質。

微米空心球具有特征如低密度，高比表面積，低熱膨脹系數與地折射率，這些性質使其廣泛應用于催化劑載體，抗輻射表層材料，可充電電池等領域并受到科學家的廣泛關注?(F.?Caruso,?R.?A.?Caruso,?H.?M?hwald,?Science,?1998,?282,?1111-1114)。該材料豐富的內部空間，極有可能將多功能材料封裝在該材料的內部空間，使其精確地控制化學反應，比如微反應器。近年來，合成空心球的材料主要集中在純的無機材料比如氧化鋅、氧化銅等，使其在自身應用受到限制。而功能性配位聚合物由于集中無機有機材料的優點于一身而使其既有無機材料的良好的穩定性，機械性，又具有有機材料的結構多樣性、可塑性等。如果合成配合物材料的空心微球，將會集中空心球與雜化材料的性質于一身，表現出單純無機空心球或配合物塊狀單晶所不具有的特性。近年來人們對空心球的研究已經非常成熟，而功能性配合物空心微球的研究在國內外仍然處于空白階段。

發明內容

本發明的目的是針對上述技術分析，提供一種利用微乳液法合成手性鋅配合物二級構筑空心微球的方法，該材料通過圓二色測試具有負的科頓(Cotton)效應，并且有較高的比表面積，使其作為分子材料在手性和氣體吸附方面具有潛在的應用價值。

本發明的技術方案：

一種手性鋅配合物二級構筑空心微球，該鋅配合物化學式為{[ZnL(H₂O)]?0.5H₂O}_∞，式中L為2,4-四氫噻唑二酸陰離子；該鋅配合物屬四方晶系,空間群為P4₁，晶胞參數為:?a?=?12.343??、?b?=?12.343??、c?=?5.3097??，α=90°，β=90°，γ?=?90°；該鋅配合物為三維網絡結構，由ZnNO₅模塊組裝而成，鋅離子的配位幾何構型為變形八面體，每個鋅離子連接三個配體，同時每個配體連接三個鋅離子，相鄰鋅離子通過羧基橋聯，構筑成三維金屬有機框架結構，L陰離子的配位模式為：

。

一種手性鋅配合物二級構筑空心微球的制備方法，以醋酸鋅【Zn(CH₃COO)₂?2H₂O】和2,4-四氫噻唑二酸(H₂L)為原料，以水為溶劑，以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為表面活性劑，以丙酮為沉淀劑，包括如下制備步驟：

1）將醋酸鋅和聚乙烯吡咯烷酮混合后分散于水中制得混合液；

2）將2,4-四氫噻唑二酸水溶液加入到上述混合液中，室溫攪拌2小時，在80℃條件下靜置4-8小時；

3）加入丙酮后生成白色沉淀物，離心得到的沉淀物用無水乙醇洗滌10-20次，得到的白色粉末狀物即為目標產品。

所述醋酸鋅、聚乙烯吡咯烷酮和水的質量比為1：23-27：300-400。

所述2,4-四氫噻唑二酸水溶液的濃度為50?mmol?/?L，2,4-四氫噻唑二酸水溶液與步驟1混合液的體積比為1?:?3.5-4.5。

所述丙酮與反應液的體積比為2-3?:1。

本發明的優點和積極效果：本發明制備的手性配合物納米棒二級構筑空心微球，表現出手性材料本身較強的負的科頓(cotton)效應以及納米棒二級構筑空心球所具有的較高的比表面積，使得空心微球作為一種新型的功能化材料具有廣闊的應用前景。本發明操作簡單，成本低廉，且得到的產品形貌規則，具有良好的穩定性。該配合物空心微球的合成對于空心球材料的擴展以及合成具有重大意義，同時為以后引進各種新的性質比如手性到空心球材料開拓了一條新的途徑。

附圖說明

圖1?是手性鋅配合物空心微球的SEM圖像，插圖為微球放大圖。

圖2?是手性鋅配合物空心微球的于圓二色測試圖。

圖3是手性鋅配合物空心微球的TG曲線。

圖4是手性鋅配合物空心微球的氮氣吸附曲線，插圖為該材料孔徑分布圖。