[發明專利]一種螺旋超分子材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110555206.0
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113214494B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 王明;于浩;蔣鑫
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;G01N24/08;G01N27/62
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王恩遠

1.一種螺旋超分子材料，是由苯環鄰位修飾的多齒三聯吡啶配體分子和過渡金屬M構成的螺旋結構配合物，具有如下的分子結構：

在上述結構中，M代表過渡金屬；代表三齒三聯吡啶配體分子，結構為以下A、B、C中的一種；代表四齒三聯吡啶配體分子，結構為以下D、E、F、G中的一種；代表五齒三聯吡啶配體分子，結構為以下H、I中的一種；代表六齒三聯吡啶配體分子，結構為以下J、K中的一種：

2.根據權利要求1所述的一種螺旋超分子材料，其特征在于，所述過渡金屬M選自Zn、Cd、Fe、Ru、Hg、Cu、Ag、Au、Ni、Pd、Pt、Co、Rh、Ir、Os、Mn、Tc、Re中的一種。

3.根據權利要求1所述的一種螺旋超分子材料，其特征在于，在多齒三聯吡啶配體分子的結構中的取代基R為氫、烷氧基或醚氧基；R₁、R₂為氫或烷基。

4.一種權利要求1所述的螺旋超分子材料的制備方法，有以下步驟：

(1)化合物Z的合成

多齒三聯吡啶配體分子的合成需要使用中間體化合物Z，化合物Z的合成路線為：

將化合物X、化合物Y、Pd(PPh₃)₂Cl₂和碳酸鈉以摩爾比1:1:0.05:6的比例混合在一起，在氮氣氛圍下以4:2:1的體積比加入甲苯、水和叔丁醇，將混合物在85℃下攪拌12小時，反應結束后用CH₂Cl₂萃取，通過柱層析純化粗產物得到化合物Z；其中化合物X、化合物Y的結構如下：

(2)多齒三聯吡啶配體的合成

將化合物Z、配體中心核化合物、Pd(PPh₃)₂Cl₂和碳酸鈉混合在一起，在氮氣氛圍下以4:2:1的體積比加入甲苯、水和叔丁醇，將混合物在85℃下攪拌3-6天，反應結束后用CHCl₃萃取，通過柱層析純化粗產物得到多齒三聯吡啶配體；其中，當配體中心核化合物選自以下a、b、c之一時，化合物Z、配體中心核化合物、Pd(PPh₃)₂Cl₂和碳酸鈉的反應摩爾比為3:1:0.15:6，且最終得到的配體結構分別如A、B、C；當配體中心核化合物選自以下d、e、f、g之一時，化合物Z、配體中心核化合物、Pd(PPh₃)₂Cl₂和碳酸鈉的反應摩爾比為4:1:0.2:6，且最終得到的配體的結構分別如D、E、F、G；當配體中心核化合物選自以下h、i之一時，化合物Z、配體中心核化合物、Pd(PPh₃)₂Cl₂和碳酸鈉的反應摩爾比為5:1:0.25:6，且最終得到的配體的結構分別如H、I；當配體中心核化合物選自以下j、k之一時，化合物Z、配體中心核化合物、Pd(PPh₃)₂Cl₂和碳酸鈉的反應摩爾比為6:1:0.3:6，且最終得到的配體的結構分別如J、K；

(3)多螺旋超分子材料的合成

將步驟(2)中得到的多齒三聯吡啶配體與過渡金屬M鹽溶于氯仿或極性溶劑中，在50-125℃的溫度下，反應8-24h，反應結束后加不良溶劑析出，經離心得到多螺旋超分子材料；所述極性溶劑選自CH₃CN、DMSO、CH₃OH或DMF；所述不良溶劑選自乙醚或水；當使用不同的多齒三聯吡啶配體時，配體與過渡金屬M的摩爾比分別為：三齒三聯吡啶配體與過渡金屬M的反應摩爾比為2:3，四齒三聯吡啶配體與過渡金屬M的反應摩爾比為2:4，五齒三聯吡啶配體與過渡金屬M的反應摩爾比為2:5，六齒三聯吡啶配體與過渡金屬M的反應摩爾比為2:6。

5.一種權利要求1所述的螺旋超分子材料的用途，其特征在于，利用所述的螺旋超分子材料與杯[n]芳烴發生主客體識別，其中n為4～8的整數，操作方法為：將所述螺旋超分子材料與客體分子溶于極性溶劑中，對所得混合溶液進行超聲處理，即得到螺旋超分子包封杯[n]芳烴客體的主客體體系；所述極性溶劑選自CH₃CN、DMSO或DMF；所述杯[n]芳烴的結構如下，取代基R₁、R₂為氫或烷基；