CN102731540A - 金属镉配合物及其制备方法 - Google Patents

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桑雅丽
张晓艳
孙卫东
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本发明公开了一种金属配合物及其制备方法，它以2- (3-甲氧基苯基）- 4,5-咪唑二酸（H3MOPhIDC）和硝酸镉（Cd(NO3)2·4H2O）为原料，两者依照摩尔比2～3:1～2在水热条件下反应，并获得目标产物。制备步骤是：将H3MOPhIDC和Cd(NO3)2·4H2O的水溶液混合后，加入0.05～0.2mL的吡啶，然后把混合物转移至15mL聚四氟乙烯为内衬的水热反应釜中，在140-160°C条件下恒温96小时。然后以每小时10°C的速度降温，直至室温。得到无色块状晶体[Cd (HMOPhIDC)2(2H2O) ]·H2O。制备的化合物组成和分子结构明确，具有潜在的作为荧光材料的使用价值。一种金属镉配合物，其特征在于：它是以2- (3-甲氧基苯基）- 4,5-咪唑二酸和硝酸镉为原料，依照摩尔比2～3:1～2在水热条件下反应，得到无色块状晶体[Cd (HMOPhIDC)2(2H2O) ]·H2O，本发明制备的化合物组成和分子结构明确，具有潜在的作为荧光材料的使用价值。

Description

金属镉配合物及其制备方法
技术领域 本发明涉及材料化学领域的一种新物质，特别是涉及一种金属配合物及其制备方法。金属配合物为2- (3-甲氧基苯基）- 4,5-咪唑二酸和硝酸镉的水热合成产物。
背景技术 金属配合物作为一种新型的功能分子材料，正成为材料化学领域的研究重点，金属配合物在吸附催化、非线性光学、磁学以及光学材料等多领域表现出良好的应用前景。
大量的报道证实配合物由于金属离子的存在从而对物质的荧光发射波长和强度都有影响。通常含有Cd(II)金属离子的配合物具有良好的荧光性质，并且在发光领域还存在一定的应用前景。
由于具有丰富的配位结构类型, 4,5-咪唑二酸类配体在构筑配位化合物时具有很大的灵活性和可选择性，常用来合成各种具有特殊性质和功能的金属配合物。如在咪唑环上引入一些取代基可以改变咪唑二酸配体的配位能力和配位类型，据此可以和金属离子自组装形成具有不同结构和性能的咪唑二酸类金属配合物，这类咪唑二酸金属配合物都具有良好的热稳定性和荧光性能。在这里我们合成了由2- (3-甲氧基苯基）- 4,5-咪唑二酸和硝酸镉形成的金属配合物[Cd (HMOPhIDC) 2(2H2O) ]·H2O，该配合物具有较强的荧光性能，具备潜在的荧光材料的应用价值。
发明内容 本发明的目的在于提供一种金属镉配合物，该配合物具有荧光性，可作为功能材料。
本发明的另一目的在于提供一种制备金属镉配合物的方法。
本发明的技术方案如下：
一种金属镉配合物，它以2-(3-甲氧基苯基）-4,5-咪唑二酸（H3MOPhIDC）和硝酸镉（Cd(NO3)2·4H2O）为原料，依照摩尔比2～3:1～2在水热条件下反应，得到无色块状晶体[Cd (HMOPhIDC)2(2H2O)]·H2O，该金属配合物的分子结构图如图1。
上述的分子结构中，Cd-N键长均为2.412 Å，Cd-O键长在2.242-2.316 Å范围内。
其制备方法由如下步骤组成：
将2- (3-甲氧基苯基）- 4,5-咪唑二酸（H3MOPhIDC）和硝酸镉Cd(NO3)2·4H2O的水溶液，按摩尔比2～3:1～2混合，加入0.05～0.2mL的吡啶，搅拌均匀后，把混合物转移至15mL聚四氟乙烯为内衬的水热反应釜中，放置在真空干燥箱中缓慢升温到140～160°C，在上述温度条件下恒温96小时；然后以每小时10°C的速度降温，直至室温；得到无色块状晶体[Cd (HMOPhIDC)2(2H2O) ]·H2O。
本发明的优点在于：1、本发明制备的化合物组成和分子结构明确，具有潜在的作为荧光材料的使用价值。2、本制作方法简单，产率较高，可重现性好。
附图说明 图1是本发明金属配合物[Cd (HMOPhIDC)2(2H2O) ]·H2O的分子结构图；
图2 金属镉配合物的固体荧光图。
具体实施方式 下面结合附图对本发明作进一步说明。
由图1可以看到 Cd-N键长均为2.412 Å，Cd-O键长在2.242-2.316 Å范围内。
由图2可以看到本发明配合物的固体荧光性能，配合物晶体样品的固态荧光光谱用F-4500 HITACHI型荧光光谱仪在室温下测定，激发狭缝和发射狭缝均为5 nm，响应时间为1秒，扫描速率1200 nm/min。以373nm和595nm作为激发光波长，分别测定配合物的荧光发射光谱，将所得数据进行对比做图。以荧光波长为横坐标，以相对荧光强度为纵坐标作图。发射光谱出现在450-550nm之间，在498nm和534nm处出现发射峰，其中最大发射峰出现在498nm处。
配合物的相关表征
配合物的晶体结构测定：
在显微镜下选用大小合适的单晶样品。291(2)K下，在Bruker Smart 1000 CCD衍射仪上，采用经石墨单色器单色化的Mo-Kα射线 (λ = 0.71073 Å)进行X射线测量并收集衍射数据。晶体结构采用直接法解出，并且用傅立叶技术扩展，按各向异性进行修正。最后采用全矩阵最小二乘法，依据可观察的衍射数据和可变参数进行校正，所有数据经Lp因子校正。用直接法得到的全部非氢原子坐标，氢原子坐标由差值Fourier合成法得到，结构参数由全矩阵最小二乘法优化，除氢原子采用各向同性热参数外，其它原子均采用各向异性热参数法。所有的计算均使用程序SHELX-97。
配合物的重要晶体结构参数见表1，重要的键长及键角参数见表 2。
表1 配合物[Cd (HMOPhIDC)2(2H2O) ]·H2O的晶体结构参数
Figure BDA0000175594042
本发明配合物[Cd (HMOPhIDC)2(2H2O) ]·H2O的单晶中：HMOPhIDC代表2- (3-甲氧基苯基）- 4,5-咪唑二酸根；该方法是以2- (3-甲氧基苯基）- 4,5-咪唑二酸与硝酸镉按照摩尔比(2-3:1-2)配位，即可得到目标配合物[Cd (HMOPhIDC)2(2H2O) ]·H2O。
表2 配合物的重要键长(Å)和键角(deg)
Figure BDA0000175594043
实施例1：
将2- (3-甲氧基苯基）- 4,5-咪唑二酸(52.4 mg, 0.2 mmol), Cd(NO3)2·4H2O (61.6 mg, 0.2 mmol), 溶于7 mL水中, 加入吡啶1滴（0.05mL），搅拌均匀后把混合物转移至15 mL聚四氟乙烯为内衬的 水热反应釜中，放置在真空干燥箱中缓慢升温到150°C，在150°C条件下恒温96小时。然后以每小时10°C的速度降温，直至室温。得到无色晶体，即为2- (3-甲氧基苯基）- 4,5-咪唑二酸镉配合物，产率82%。
实施例2：
将2- (3-甲氧基苯基）- 4,5-咪唑二酸(52.4 mg, 0.2 mmol), Cd(NO3)2·4H2O (30.8 mg, 0.1 mmol), 溶于7 mL水中, 加入吡啶3滴（0.15mL），搅拌均匀后把混合物转移至15 mL聚四氟乙烯为内衬的水热反应釜中，放置在真空干燥箱中缓慢升温到140 °C，在140°C条件下恒温96小时；然后以每小时10°C的速度降温，直至室温，得到无色晶体，即为2- (3-甲氧基苯基）- 4,5-咪唑二酸镉配合物，产率43.3%。
实施例3：
将2- (3-甲氧基苯基）- 4,5-咪唑二酸(78.6 mg, 0.3mmol), Cd(NO3)2·4H2O (61.6 mg, 0.2 mmol), 溶于7 mL水中, 加入吡啶4滴（0.2mL），搅拌均匀后把混合物转移至15 mL聚四氟乙烯为内衬的水热反应釜中，放置在真空干燥箱中缓慢升温到155°C，在155°C条件下恒温96小时。然后以每小时10°C的速度降温，直至室温；得到无色晶体，即为2- (3-甲氧基苯基）- 4,5-咪唑二酸镉配合物，产率37%。

Claims (3)

1.一种金属镉配合物，其特征在于：它是以2- (3-甲氧基苯基）- 4,5-咪唑二酸（H3MOPhIDC）和硝酸镉（Cd(NO3)2·4H2O）为原料，依照摩尔比2～3:1～2在水热条件下反应，得到无色块状晶体[Cd (HMOPhIDC)2(2H2O) ]·H2O。
2.根据权利要求1所述的金属镉配合物，其特征在于：它的分子结构中，Cd-N键长均为2.412 Å，Cd-O键长在2.242-2.316 Å范围内。
3.权利要求1所述的金属镉配合物的制备方法，其特征在于：由如下步骤组成：将2- (3-甲氧基苯基）- 4,5-咪唑二酸（H3MOPhIDC）和硝酸镉(Cd(NO3)2·4H2O）的水溶液，按摩尔比2～3:1～2混合，加入0.05～0.2mL的吡啶，搅拌均匀后，把混合物转移至15mL聚四氟乙烯为内衬的水热反应釜中，放置在真空干燥箱中缓慢升温到140～160°C，在上述温度条件下恒温96小时；然后以每小时10°C的速度降温，直至室温；得到无色块状晶体[Cd (HMOPhIDC)2(2H2O) ]·H2O。
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