[发明专利]长链柔性脂肪胺导向的有机膦酸钴材料及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201810190336.7 申请日: 2018-03-08
公开(公告)号: CN108409783B 公开(公告)日: 2020-05-29
发明(设计)人: 王国明;马玉娟;韩松德;刘会峦;李辉 申请(专利权)人: 青岛大学
主分类号: C07F9/38 分类号: C07F9/38;C07F15/06
代理公司: 青岛高晓专利事务所(普通合伙) 37104 代理人: 黄晓敏
地址: 266061 山*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 柔性 脂肪 导向 有机 膦酸钴 材料 及其 制备 方法
【说明书】:

发明属于有机‑无机杂化材料合成技术领域,涉及一类长链柔性脂肪胺导向的有机膦酸钴材料及其制备方法,将0.50~1.00mmol钴源、0.28~0.30mL有机膦源、0.30~0.40mL有机胺前驱体和8~10mL水混合均匀得到混合物后装入带聚四氟乙烯反应釜的不锈钢高压反应容器中,在145℃晶化6天得到结晶性良好的片状或块状紫色晶体;然后将所得晶体依次经去离子水洗涤、抽滤,并在室温下干燥,即制备得到长链柔性脂肪胺导向的膦酸钴化合物;其制备工艺简单,操作方便,成本低,制备的膦酸钴化合物性能好,应用广泛。

技术领域:

本发明属于有机-无机杂化材料合成技术领域,涉及一类膦酸钴有机-无机杂化材料及其制备方法,特别是一类长链柔性脂肪胺导向的有机膦酸钴材料及其制备方法。

背景技术:

金属膦酸盐因其丰富的结构和物理化学性质引起了研究者的广泛关注,同核(或异核)金属离子与不同有机膦酸(如单膦酸、二膦酸、多膦酸等)进行组装,为制备具有离散簇、链及高维配位框架等新颖结构,以及具有催化、发光、吸附、磁性等性质的分子基材料提供了机会。

众所周知,有机胺导向合成策略在无机磷酸盐和亚磷酸盐的研究中被广泛使用。基于以有机膦酸单元替代无机磷酸根(或亚磷酸根)作为基本单元构建多孔材料的考虑,有机胺导向合成策略同样有望应用于金属有机膦酸盐的制备领域,不仅如此,有机胺分子模板作用及配位作用并存,这为设计与合成具有多样化结构和特殊性能的材料提供了可能。然而,可选择作为结构导向剂的有机胺分子多为小分子胺类,长链柔性有机胺(特别是主链总原子数大于8)由于在溶剂热条件下易于分解,有关长链脂肪族胺导向的金属膦酸盐材料的研究极少。因此,寻求一种基于晶体工程策略,通过向Co-羟基乙叉二膦酸(HEDP)体系引入长链柔性有机胺,获得长链柔性脂肪胺导向的有机膦酸钴化合物的方法。

发明内容:

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点,设计提供一类长链柔性脂肪胺导向的有机膦酸钴材料及其制备方法,基于晶体工程策略及分子层面的设计,通过向Co-HEDP体系引入长链柔性有机胺,获得两例长链柔性脂肪胺导向的有机膦酸钴化合物,为基于长链柔性脂肪胺的金属膦酸盐的设计合成及应用研究提供参考。

为了实现上述目的,本发明通过对+2价态的金属钴、有机膦酸以及有机胺进行组装,制备出两例长链柔性脂肪胺导向的膦酸钴化合物,其具体工艺步骤为:

(1)将0.50~1.00mmol钴源、0.28~0.30mL有机膦源、0.30~0.40mL有机胺前驱体和8~10mL水混合均匀得到混合物;

(2)将步骤(1)制成的混合物装入带聚四氟乙烯反应釜的不锈钢高压反应容器中,在145℃晶化6天得到结晶性良好的片状或块状紫色晶体;

(3)将步骤(2)所得的晶体依次经去离子水洗涤、抽滤,并在室温下干燥,即制备得到长链柔性脂肪胺导向的膦酸钴化合物。

本发明所述的钴源为氯化钴或硫酸钴;有机膦源为羟基乙叉二膦酸;有机胺为1,2-双(3-氨丙基)乙二胺;不锈钢反应釜的容积为20mL。

本发明所述钴源为氯化钴时,制备出的长链柔性脂肪胺导向的膦酸钴化合物(化合物1)化学式为(C8N4H26)0.5·[Co(HEDP)]·H2O,分子量为368.10,属三斜晶系,空间群P-1,单胞参数为α=109.514(9)°,β=94.564(9)°,γ=102.987(8)°,Z=2,其中C8N4H26为质子化的1,2-双(3-氨丙基)乙二胺,该化合物的有机模板通过1,2-双(3-氨丙基)乙二胺发生原位质子化反应生成,其中Co和羟基乙叉二膦酸(HEDP)交替连接形成一维链状骨架结构。

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