[发明专利]一种可逆光致变色紫精配体Cd配合物单晶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可逆光致变色紫精配体Cd配合物单晶及其制备方法，该配合物的化学式为[Cd₃(L)(Cl)₆(CH₃OH)₂]_n，制备方法是以5‑甲基间苯二甲酸和4,4′‑联吡啶为原料，经酯化、溴代、亲核取代、水解反应合成[Cd₃(L)(Cl)₆(CH₃OH)₂]_n。本发明配合物具有可逆光致变色性质，在太阳光或300W氙灯的照射下，配合物的单晶从淡黄色变为浅蓝色，光照15min后达到饱和。同时，随时间变化的固体紫外漫反射光谱图和光致变色行为一致，在403nm和612nm出现2个新的峰，并且随着光照时间的逐渐增加，它们的吸收强度也逐渐增加。

技术领域

本发明属于功能配合物化学技术领域，具体涉及一种可逆光致变色紫精配体Cd配合物单晶及其制备方法。

背景技术

光致变色材料是指受到光源激发后能够发生颜色变化的一类材料。最早成功商业应用的实例始于20世纪60年代，两位美国Corning工作室的材料学家Amistead和Stooky最先发现了卤化银(AgX)玻璃的可逆光致变色性能，经人们对其应用进行了大量研究之后，开发出变色眼镜。然而，由于其较高的成本及复杂的加工技术，不适于制作大面积光色玻璃，限制了其在建筑领域的商业应用。

光致变色化合物的显著特征就是可逆性，即在一定波长的光照下可进行特定反应得到另一种化合物，而在另一波长的光照射或者热的作用下又恢复原来形式的化合物。利用光致变色化合物受不同强度和波长光照射时可反复循环变色的特点，可以将其制成计算机的记忆存储兀件，实现信息的记忆与消除过程。其记录信息的密度大得难以想象，而且抗疲劳性能好，能快速写入和擦除信息。这是新型记忆存储材料的一个新的发展方向。因此，近年来吸引了人们的极大兴趣。

紫精(1,1′-双取代的-4,4′-联吡啶)有很好的光致/电致变色的性质、很强的电子接受能力以及很好的氧化还原活性，因此它在氧化还原的过程中成为了一类很重要的分子。除此之外，它们有很好的分子间电荷分离能力，导致分子表面出现了强烈的极化以及电场梯度。因为紫精衍生物的这些特性，如果将其作为构筑模块直接纳入到聚合物框架中，将会设计合成得到许多物理性能和化学性能更加优异的固态材料。譬如：2007年郭国聪课题组创造性的采用原位合成的方法得到了含有紫精阳离子的杂化材料甲基紫精(N,N′-二甲基-4,4′-联吡啶盐)，并利用该有机化合物作配体得到了一种可逆的光致变色材料(MV)Bi₂Cl₈(MV为甲基紫精)。此合成方法是史无前例的，它打开了基于紫精的杂化材料新的合成路线，使得紫精的合成相对的更有效率和毒性更低。

配合物的性能取决于其结构，因此通过对结构的调控达到控制配合物性能的目的是长期以来化学家奋斗的目标之一。众所周知，含有5-甲基间苯二甲酸结构片段的有机配体是最善于构建具有奇异结构配合物的有机配体，其主要得益于羧基配位模式的多样性和其自身所具备的歪斜的结构特征。因此，以5-苄溴间苯二甲酸和4,4′-联吡啶为原料，采用原位合成的方法制备紫精功能化柔性有机配体，以便获得具有优良可逆光致变色性能的金属框架化合物将是十分合理的一种思路。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有方法的不足之处，提供了一种可逆光致变色紫精配体Cd配合物单晶及制备方法。

本发明的第一个目的是提供一种可逆光致变色紫精配体Cd配合物单晶，所述配合物单晶的化学式为[Cd₃(L)(Cl)₆(CH₃OH)₂]_n，其中，所述L的化学式为C₂₆H₁₈N₂O₈，结构式如下：