[發明專利]一種簡便、高效合成穩定金屬有機骨架晶體的方法

在審

• 申請號: 201810047547.5
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN110028676A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 何華;杜秋爭;田懷茹;吳璞
• 申請（專利權）人: 中國藥科大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種簡便，高效合成穩定金屬有機骨架晶體[(ZnI₂)₃(TPT)₂]n·(solvent)x(TPT＝2，4，6?三(4?吡啶基)?1，3，5?三嗪)的方法。解決現有[(ZnI₂)₃(TPT)₂]n·(solvent)x合成方法耗時長，過程繁瑣，產率低及合成晶體穩定性差的問題。合成步驟如下：將ZnI₂溶解于乙腈(CH₃CN)，TPT溶解于硝基苯(PhNO₂)與甲醇(CH₃OH)的混合溶劑，兩種溶液混合均勻后，在一定溫度的烘箱中經過一定時間晶化，形成特定形狀的晶體。本方法的優點是：合成過程無需緩慢層析，只需烘箱中靜置；巧妙的利用高溫促進晶體生長的特征，縮短了結晶所需時間；合成方法可高產量獲得穩定的棒狀晶體，測定過程無需氮氣(N₂)與低溫保護。本發明得到的棒狀[(ZnI₂)₃(TPT)₂]n·(solvent)x晶體可用作晶體海綿測定小分子，反應中間體和未知代謝物的結構以及消旋體的絕對構型。

技術領域

本發明設計一種金屬有機骨架晶體的合成方法，具體涉及一種簡便，高效合成穩定金屬有機骨架晶體[(ZnI₂)₃(TPT)₂]n·(solvent)x(TPT＝2，4，6-三(4-吡啶基)-1，3，5-三嗪)的方法。

背景技術

金屬有機骨架材料(Metal-Organic Frameworks)是一種通過無機金屬離子與有機配體自組裝形成的一種多孔配位聚合物。具有結構可調，永久超大孔隙，配位不飽和位點和可控的孔結構的特點[1]。基于以上優點，金屬有機骨架廣泛應用于光學[2]，傳感[3]，分離分析[4]，氣體存儲[5]，催化[6]和藥物轉運[7]。

近年來金屬有機骨架的線性剛性配體(1D)如4，4′-聯吡啶，已經被廣泛的研究，但其類似物3D配體2，4，6-三(4-吡啶基)-1，3，5-三嗪)目前缺乏系統的研究[8]。目前已有報道指出 TPT在與ZnI₂配位反應過程中可以自組裝形成三維金屬網絡，此配位過程涉及一種動態性的雙重滲透網絡組裝：也就是說，當客體分子移出網絡孔隙時，孔自行收縮而不破壞其結晶的性質[8]。

2013年Fujita及其課題組提出[(ZnI₂)₃(TPT)₂]n·(solvent)x晶體并報道了晶體的應用，并在2014年發表了一個詳細的方案，該方案利用“晶體海綿”法通過單晶X射線衍射對非晶體化合物進行結構解析[9]。其中晶體海綿技術不需要待測樣品自身參與結晶過程，而是隨著樣品溶劑的揮發，用金屬有機骨架晶體“海綿”來吸收含有目標分子的一滴液態客體。這種“海綿”含有微孔，能識別目標分子，并以一個有序陣列的形式結合它們，從而使得能夠對所吸收的客體連同主體框架利用單晶X射線衍射進行分析。因此主體晶體也被稱為“結晶海綿”或“晶體海綿”[8]。該課題組已描述了結晶海綿法在確定小分子結構，代謝物組分，反應中間體類型以及絕對構型分配中的廣泛的應用前景。

結構解析是在化學研究中十分重要的部分，為快速準確確定待測分子的結構，目前常用方法主要有核磁共振波譜(NMR)，質譜(MS)，紅外光譜(IR)等，它們可提供有關官能團，鍵連接性，分子式，立體化學和構象的分子結構信息。但嚴格來說，它們只能提供推測的分子結構，而X射線單晶衍射(XSCD)是直接獲得原子結構信息最可靠的方法，包括絕對立體化學[9]。

XSCD存在一些關鍵的局限性：要求樣品為晶體，非結晶化合物如液體或無定形固體不適用于這種類型的分析，這限制了分子結構的重要部分；其次，在測量之前，樣品不能自動化并且制備過程需要耗費時間[9]。

參考文獻