[發(fā)明專利]一種超分子材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110295549.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN113174051B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 關(guān)鈺明;謝廷正;張哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G83/00
• 分類號(hào): C08G83/00;C09K11/06;B01J31/22
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超分子材料及其制備方法和應(yīng)用。所述超分子材料包括式(Ⅰ)和/或式(Ⅱ)所示的單元結(jié)構(gòu)，所述超分子材料為籠狀；式中，R為氫原子、醚鏈、烷基鏈或聚芳香烴鏈；M為過渡金屬離子。本發(fā)明提供的超分子材料具有八面體籠狀結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，所述超分子材料具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光性能，其應(yīng)用范圍廣；且該超分子材料的制備方法簡單，反應(yīng)條件溫和，有利于大規(guī)模工業(yè)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超分子材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

有機(jī)熒光材料在熒光分析、生物檢測(cè)、化學(xué)傳感等方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值，從而這種材料引起了科研工作者濃厚的研究興趣。傳統(tǒng)的有機(jī)熒光材料有一個(gè)明顯的缺陷：熒光分子在稀溶液中發(fā)光較強(qiáng)，而在聚集狀態(tài)時(shí)由于π–π堆積會(huì)導(dǎo)致熒光減弱甚至猝滅。這種現(xiàn)象被稱為聚集誘導(dǎo)熒光猝滅(ACQ)。在實(shí)際應(yīng)用中，ACQ是非常不利的，人們嘗試多種物理或者化學(xué)方法解決這一難題。然而，由于聚集是生色團(tuán)固有的屬性，很多嘗試以失敗告終。后有研究者發(fā)現(xiàn)了聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)效應(yīng)，具有“聚集誘導(dǎo)發(fā)光”性能的有機(jī)分子因其獨(dú)特的熒光特性，可有效地解決傳統(tǒng)熒光分子熒光自猝滅的問題，受到了科研人員的廣泛重視。AIE材料具有生物兼容性好、發(fā)光效率高、光穩(wěn)定性好、斯特克斯位移大等優(yōu)點(diǎn)，可以提供熒光“點(diǎn)亮型”檢測(cè)等特性使其在眾多領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景，如光電、生物成像、醫(yī)學(xué)等。

但是目前報(bào)道的AIE分子多為小分子，具有AIE效應(yīng)的配位超分子很少見，有文獻(xiàn)報(bào)道了一種含有四苯乙烯基團(tuán)的花環(huán)狀二維超分子結(jié)構(gòu)，但其結(jié)構(gòu)柔性、穩(wěn)定性不佳，限制了應(yīng)用范圍。

因此，亟需提供一種穩(wěn)定性強(qiáng)，具有聚集誘導(dǎo)熒光猝滅性能的超分子材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種超分子材料，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有聚集誘導(dǎo)熒光猝滅性能。

具體，所述超分子材料包括式(Ⅰ)和/或式(Ⅱ)所示的單元結(jié)構(gòu)，所述超分子材料為籠狀；

式中，R為氫原子、醚鏈、烷基鏈或聚芳香烴鏈；M為過渡金屬離子。

R基團(tuán)能夠?qū)θ?lián)吡啶類有機(jī)配體進(jìn)行修飾的基團(tuán)，用于改善化合物溶解性，或者是引入功能基團(tuán)，從而提高其加工性能。

優(yōu)選的，所述R為氫原子、C₂-C₁₂的烷基鏈或C₂-C₁₂的醚鏈。

優(yōu)選的，所述M為正二價(jià)或正三價(jià)金屬離子，正二價(jià)或正三價(jià)金屬離子能夠與X型四臂三聯(lián)吡啶有機(jī)配體組裝形成金屬有機(jī)超分子，且穩(wěn)定性好。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述M為Fe²⁺、Co³⁺、Os³⁺、Hg²⁺、Ir²⁺、Pd²⁺、Rh³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Ru²⁺或Mg²⁺中的至少一種。

本發(fā)明還提供了所述超分子材料的制備方法。

具體的，所述超分子材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備式(Ⅲ)或式(Ⅳ)所示的X型四臂三聯(lián)吡啶有機(jī)配體，

式中，R為氫原子、醚鏈、烷基鏈或聚芳香烴鏈；

(2)向步驟(1)制得的所述式(Ⅲ)或式(Ⅳ)所示的X型四臂三聯(lián)吡啶有機(jī)配體中加入溶劑，溶解，然后滴加金屬鹽溶液，加熱反應(yīng)，反應(yīng)完畢后加入陰離子置換劑，過濾得沉淀，即為所述超分子材料。