CN106831882B - 一种具有多态发光的u-型双核金属铂配合物及其制备方法 - Google Patents
一种具有多态发光的u-型双核金属铂配合物及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种具有多态发光的U‑型双核金属铂配合物及其制备方法，所述U‑型双核金属铂配合物是具有烷基取代脲基桥联U‑型分子结构的双核金属铂配合物，其中：R为C1‑C12为脂肪烃基中的任意一种；R1为烷氧烃基、氢原子、氟原子、三氟甲基、C1‑C12脂肪烃基中的任意一种。本发明合成的具有多态发光的U‑型双核金属铂配合物，具有溶剂可调控的多态发光性质，根据结晶所用溶剂不同，可得到三种不同晶态材料，所述金属铂配合物在甲醇或氯苯溶剂中有较好的深红色磷光发射，得到的深红色发光晶态材料具有较好的低能态发光量子产率，能够应用于发光和显示器件领域。
Description
技术领域
本发明涉及多态发光材料领域，尤其涉及具有多态发光的U-型双核金属铂配合物及其制备方法。
背景技术
所谓多态(polymorphism)是指化合物在固体状态下至少存在两种具有不同分子排列方式的结晶相。由于多态化合物具有完全不同的物理(折射率、导电、导热及光谱等)和化学(化学反应及光化学活性等)性质，而在化学、材料及医药科学领域受到广泛关注。分子多态主要是由分子内部不同的堆积方式(packing mode)或分子构象(molecularconformation)改变而引起的。有效控制化合物固态结构对确保得到具有优异性质的分子材料至关重要。
在医药领域就存在这样一个很有名的例子。上世纪90年代雅培公司开发了一类HIV蛋白质酶抑制剂利托那韦，上市两年后才发现在制剂过程中，溶液沉淀形成一种新的晶型(晶型II)，由于晶型II溶解性比最初的晶型I差，热力学更稳定，因而影响制剂的溶出速率和生物利用度，而导致该药不得不退出市场。自此以后多态现象在制药工业中受到前所未有的重视。
在材料科学领域也是如此，2000年Lian Yu和Stephen R.Byrn等人报道了一种具有六种晶态形式的化合物5-甲基-2-(2-硝基苯基)氨基]-3-噻吩乙腈。该分子由于内部分子堆积方式或分子构型的不同，可呈现出多种晶体颜色(红、橙和黄)，为一类典型的ROY分子材料。
除有机分子外，金属铂配合物因具有良好的光物理及光化学性质而在有机发光二极管(OLEDs)和分子自组装等领域应用广泛。同时由于其具有较好的四方平面结构，可形成有效的分子间堆积和金属Pt-Pt作用，有效改变最低能量激发态和增大发射波长。
N-烷基脲基桥联化合物有着独特U-型分子结构，在功能分子材料方面受到众多关注。前期研究表明，甲基脲基桥联双核环金属钌和三芳胺化合物具有独特的U-型分子结构，双钌活性基团之间具有较小的空间距离和一定程度的分子轨道重叠，有利于空间电子传输(Zhong-Liang Gong,Yu-Wu Zhong,Jiannian Yao,Conformation-Determined Through-Bond versus Through-Space Electronic Communication in Mixed-Valence Systemswith a Cross-Conjugated Urea Bridge,Chem.Eur.J.2015,21(4),1554-1566)。但是此类八面体钌配合物常温下不发光，在发光与显示器件方面无应用前景。与具有正八面体型的金属钌相比，三齿金属铂配合物具有较好的四方平面结构和发光性质。此外，金属铂配合物分子间较易形成堆积和Pt-Pt金属作用，可以进一步调控材料的发光颜色和波长。
但至今为止，关于金属铂配合物的多态的报道却很少。2013年Daron E.Janzen和Kent R.Mann报道了一种在溶液及固体粉末条件下几乎不发光的三联吡啶铂氯配合物(N^N^N-PtCl)的双态，该单核金属铂配合物可调控得到红色和黄色两种晶态，主要是由分子间铂金属中心不同作用形式引起的，红色晶体中存在两种短距离(3.22和)的Pt-Pt作用，而黄色晶体中存在一短距离和一长距离(和)的Pt-Pt作用。而对于金属铂配合物三态也有报道，2011年Kazuteru Shinozaki等人报道了一种具有黄、红和深绿色三态的环金属铂氯配合物((CF3)NCN(CF3)-PtCl)，不同的晶态形式主要也是由分子间不同的堆积形式和Pt-Pt作用引起的。黄色晶体存在有效的分子间堆积,红色晶体存在强的金属Pt-Pt作用，而对于深绿色晶体则存在线型的Pt-Pt金属链结构。
金属铂配合物的多态虽也有少量报道，但目前该类分子材料还存在不少问题亟待解决：(1)相对于有机化合物多态而言，金属铂配合物的多态研究还相当少，且绝大多数只存在稳定的双态：黄色(单分子游离态)和红色(有效堆积和金属Pt-Pt作用态)。(2)目前金属铂配合物多态磷光量子产率，尤其低能态深红或近红外发光的量子产率，还很低，有待进一步提高。如何通过有效的分子结构设计，引入更多类型的堆积方式和分子构型，以获得具有更多晶态的、较高量子产率的金属铂配合物分子材料变得尤为重要。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种具有多态发光的U-型双核金属铂配合物及其制备方法，以解决目前金属铂配合物多态磷光量子产率，尤其低能态深红或近红外发光的量子产率低的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
利用三齿金属铂配合物良好的磷光发射性质、结晶性和四方平面结构，调控分子间堆积和金属Pt-Pt作用，有效改变分子内部作用形式，以具有独特U-型结构的、具有一定柔性的烷基脲基结构单元为桥联基团，用于双核金属铂配合物的合成及多态研究，充分利用分子内和分子间的堆积或Pt-Pt作用，提高多态种类。
一种具有多态发光的U-型双核金属铂配合物，所述U-型双核金属铂配合物是具有烷基取代脲基桥联U-型分子结构的双核金属铂配合物，其结构式如1所示：
1：
其中：R为C1-C12为脂肪烃基中的任意一种；R1为烷氧烃基、氢原子、氟原子、三氟甲基、C1-C12脂肪烃基中的任意一种。
进一步地，所述U-型双核金属铂配合物的结构式具体为1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7、1-8或1-9中的任意一种：
本发明还提供一种所述U-型双核金属铂配合物的制备方法，所述方法包含以下步骤：
1)合成3,5-二(吡啶-2-基)苯胺衍生物；
2)以步骤1)所述3,5-二(吡啶-2-基)苯胺衍生物与三光气、二氯甲烷、三乙胺、吡啶为原料反应，合成1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)脲衍生物；
3)以步骤2)所述1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)脲衍生物与氢化钠、烷基碘、二甲基甲酰胺、二氯甲烷为原料反应，合成1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)-1,3-二烷基脲衍生物；
4)以步骤3)所述1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)-1,3-二烷基脲衍生物与四氯亚铂酸钾、醋酸在氮气保护下反应，合成双核金属铂配合物。
进一步地，所述步骤2)将含有120-200mg 3,5-二(吡啶-2-基)苯胺衍生物、120-165mg三光气、6-10mL二氯甲烷溶剂的反应瓶置于冰浴中，滴加0.2-0.5mL三乙胺，滴加完成后保温继续反应0.5-2h，继续加入3.2-4.9mL吡啶和120-200mg 3,5-二(吡啶-2-基)苯胺衍生物，加热回流2-5h，反应完成后，停止反应冷却到室温，减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯获得产物1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)-1,3-二脲衍生物。
更进一步地，所述步骤2)柱层析分离提纯所用洗脱剂为二氯甲烷:乙醇，其体积比为50:1-20:1。
进一步地，所述步骤3)将20-50mg的NaH正己烷洗涤后溶解到2-6mL DMF溶剂中形成溶液I，将100-150mg所述1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)脲衍生物溶解在3-7mL DMF溶剂中形成溶液II，将所述溶液I加入所述溶液II中，加完后滴加90-200mg烷基碘，滴加完成后继续室温搅拌1-4h，反应完成后，减压旋蒸去除溶剂后加入23-42mL二氯甲烷溶解，用水洗涤有机层，用K2CO3干燥，减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯获得1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)-1,3-二烷基脲衍生物
更进一步地，步骤3)所述溶液I分2-4批加入到所述溶液II中，每次加完后滴加22-100mg烷基碘。
分批加入反应物能够让反应更充分，增加产量。
再进一步地，所述步骤3)柱层析分离提纯所用洗脱剂为二氯甲烷:乙酸乙酯，其体积比为100:1-20:1。
进一步地，所述步骤4)将50-90mg所述化合物1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)-1,3-二烷基脲衍生物、80-100mg K2PtCl4、4-9mL醋酸置于烧瓶中，在100-145℃及氮气保护条件下反应3天，反应完成后，冷却到室温，析出固体，抽滤，将所述固体依次用水、甲醇、乙醚洗涤，干燥后得到双核金属铂配合物。
本发明有益效果如下：
本发明合成的具有多态发光的U-型双核金属铂配合物，具有溶剂可调控的多态发光性质，根据结晶所用溶剂不同，可得到三种不同晶态材料，分别具有黄绿色、橙黄色及深红色磷光发射性质，所述金属铂配合物在甲醇或氯苯溶剂中有较好的深红色磷光发射，得到的深红色发光晶态材料具有较好的低能态发光量子产率，能够应用于发光和显示器件领域。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。
图1是双核金属铂配合物1-1在不同溶剂中紫外吸收变化图(2.5×10-4M)。
图2是双核金属铂配合物1-1在不同溶剂中磷光发射变化图(2.5×10-4M)。
图3是在不同比例的氯仿和甲醇混合溶液中双核金属铂配合物1-1的发光光谱变化图(5×10-5M)。
图4是在不同比例的氯仿和氯苯混合溶液中双核金属铂配合物1-1的发光光谱变化图(5×10-5M)。
图5是双核金属铂配合物1-1多态发光光谱。
图6是双核金属铂配合物1-1黄色晶体(Form I)单晶结构。
图7是双核金属铂配合物1-1黄色晶体(Form I)单晶结构中分子堆积模式。
图8是双核金属铂配合物1-1橙黄色晶体(Form II)单晶结构。
图9是双核金属铂配合物1-1橙黄色晶体(Form II)单晶结构中分子堆积模式。
图10是双核金属铂配合物1-1红色晶体(Form III)单晶结构。
图11是双核金属铂配合物1-1红色晶体(Form III)单晶结构中分子堆积模式。
图12是双核金属铂配合物1-1多态XRD数据。
图13是双核金属铂配合物的结构式。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
本实施例所用材料主要包括：三光气、二氯甲烷、三乙胺、吡啶、氢化钠、烷基碘、二甲基甲酰胺、四氯亚铂酸钾及醋酸。
实施例1双核金属铂配合物1-1的合成
1)3,5-二吡啶苯胺的制备：3,5-二吡啶苯胺的合成参照Gong Z-L,Zhong Y-W.Stepwise Coordination Followed by Oxidation Mechanism for the MultichannelDetection of Cu2+in an Aqueous Environment[J].Organometallics,2013,32:7495-7502.
2)1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)脲的制备：将含有3,5-二吡啶苯胺(123mg,0.5mmol)，三光气(150mg,0.5mmol)和8.0mL二氯甲烷溶剂的反应瓶置于冰浴中，然后滴加0.3mL的三乙胺，约持续2分钟。滴加完成后保温继续反应1.0小时后，继续加入4.0mL的吡啶和3,5-二吡啶苯胺(123mg,0.5mmol)，然后加热至回流3小时，TLC检测，反应完成后，停止反应冷却到室温。减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙醇25/1，v/v)得到233mg淡黄色1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)脲固体，产率：90％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ7.41(t,J＝5.6Hz,4H),7.94(t,J＝7.2Hz,4H),8.06(d,J＝7.2Hz,4H),8.37(S,4H),8.73(S,4H),9.86(S,2H),10.21(S,2H).13C NMR(100MHz,DMSO-d6):δ116.78,118.21,120.46,122.85,137.32,139.76,140.96,149.53,152.99,155.84.MALDI-TOF-HRMS calcdfor C33H25N6O[M+H]+:521.2090.Found:521.2079.
3)1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)-1,3-二甲基脲的制备：将40.0mg的NaH(60％，1.0mol)用正己烷(5mL×3)洗涤后溶解到3mL DMF溶剂中，分三批逐渐加入到含有化合物1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)脲(130mg,0.25mmol)的5mL的DMF溶液中，每次加完后滴加部分CH3I(共106.5mg,0.75mmol)。滴加完成后继续室温搅拌2小时，TLC检测，反应完成后，减压旋蒸去除溶剂后加入30mL二氯甲烷溶解，有机层用水洗涤(30mL×3)，K2CO3干燥，减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙酸乙酯50:1，v/v)得到118mg淡黄色1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)-1,3-二甲基脲固体，产率：84％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ3.30(s,6H),7.31(t,J＝5.6Hz,4H),7.66(s,4H),7.68(s,4H),7.75(s,J＝7.2Hz,4H),8.14(s,2H),8.56(s,4H).13C NMR(100MHz,DMSO-d6):δ39.01,120.28,120.87,122.71,123.97,136.95,139.58,145.80,149.33,155.09,159.23.MALDI-TOF-HRMS(CCA)m/z:calcd for C35H29N6O[M+H]+549.2403.found:549.2396.
4)双核金属铂配合物的制备：将化合物1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)-1,3-二甲基脲(54mg,0.1mol)，K2PtCl4(91mg,0.22mol)在氮气保护下加入含5mL醋酸的50mL双口烧瓶中，加热至120℃，反应三天。反应完成后，冷却到室温，析出固体，抽滤，所得固体依次用水(50mL)，甲醇(20mL)，乙醚(50mL)洗涤，红外干燥后得到橙红色固体，产率：63％。1H NMR(400MHz,CD2Cl2):δ3.18(s,6H),6.88(s,4H),7.29(d,J＝6.4Hz,8H),7.81-7.87(m,4H),8.96-9.05(m,4H).Anal.Calcd for C35H26Cl2N6OPt2·1.5H2O:C,40.63；H,2.83；N,8.12.Found:C,40.33；H,2.71；N,7.82.MALDI-TOF(CCA)m/z:971.1[M–Cl-].
双核金属铂配合物1-1溶液条件下光学性质测试过程：
双核金属铂配合物1-1在不同溶剂中紫外吸收变化如图1所示。双核金属铂配合物1-1在不同的溶剂中(c＝2.5×10-4mol·L-1)，紫外吸收光谱在小于300nm区域均存在较强的吸收(ε>4×104M-1·cm-1)，该吸收可归属于配体的1π-π*过渡吸收。光谱350到450nm范围内至少存在三组强的吸收峰(ε＝0.3–1.1×104M-1·cm-1)，该三组峰主要可归属为部分1π-π*过渡吸收和部分电荷转移吸收。而对于较低能量的480-510nm范围内较低的(ε<0.04×104M-1·cm-1)吸收主要为金属铂原子强的旋轨耦合对3π-π*造成的直接干预吸收。同时，与其它溶液相比，双核金属铂配合物的甲醇和氯苯溶液在光谱500-800nm范围内存在不同程度较宽的吸收带，该类吸收主要是由分子间或分子内有效的π-π堆积造成。
双核金属铂配合物1-1在不同溶液中荧光光谱变化如图2所示。双核金属铂配合物1-1在不同的溶剂中(c＝2.5×104mol·L-1)，光谱530-560nm处均存在一组具有较好精细结构的发射峰，该磷光发射峰可归属为π-π*激发态发射峰，为典型的配体3π-π*发射。同时与其它溶液相比，双核金属铂配合物的氯苯和甲醇溶液中，除530-560nm范围内配体发射外，在较低能量的650-700nm范围内均出现一强的深红色发射峰，并伴随着530-560nm范围内发射峰强度不同程度的降低。该较低能态的发射峰主要是由分子内或分子间相互作用引起的，为典型的π-π堆积或Pt-Pt作用发射峰。
在不同比例的氯仿和甲醇混合溶液中双核金属铂配合物1-1的发光光谱变化如图3所示。在氯仿和甲醇的混合溶液中，不断增大甲醇的比例，双核金属铂配合物1-1(c＝5×10-5M)的535nm处发射峰强度逐渐降低，当氯仿和甲醇体积比为1:4时，光谱在低能量的650nm处开始出现一新的吸收峰，该峰为分子间或分子内π-π堆积或Pt-Pt作用发射峰。说明在氯仿溶液中，增大甲醇溶剂的比例，同样可以诱导该分子内或分子间π-π堆积或Pt-Pt作用，改变双核金属铂配合物的发光性质。
在不同比例的氯仿和氯苯混合溶液中双核金属铂配合物1-1的发光光谱变化如图4所示。同样，在氯仿和氯苯的混合溶液中，不断增大氯苯的体积比，可诱导该分子的660nm处深红或近红外发射峰的出现。
根据所用结晶溶剂的不同，可得到三种不同的双核金属铂配合物的晶态。从氯仿和1,2-二氯乙烷混合溶剂中可析出一种棒状或块状黄色晶体，具有黄绿色磷光发射。从氯苯溶剂中则可析出一种棒状的红色晶体，具有深红色磷光发射。而在适当比例的氯仿和甲醇的混合溶剂中，则可得到一种片状的橙黄色晶体，具有橙红色磷光发射。
双核金属铂配合物1-1多态发射光谱如图5所示。同样，双核金属铂配合物多态具有完全不同的磷光发射光谱，Form I磷光发射集中在554nm，其晶体发光量子产率约为8.4％；Form III磷光发射则主要集中在653nm,其晶体发光量子产率相约为36％，远大于双核金属铂配合物橙红色固体粉末的量子产率(17％)；而Form II磷光发射峰则表现为比较宽双峰，很明显为一种过渡态发光，既有单体发射峰(560nm)，又存在π-π堆积或Pt-Pt作用发射峰(670nm)，但相对于Form I和Form III，该晶态量子产率却很低(<2％)。
双核金属铂配合物三种不同晶态同样也得到相应单晶衍射结构的验证。
双核金属铂配合物黄色晶体(Form I)的晶体结构及堆积模式如图6和7所示。双核金属铂配合物分子内两个发色团之间的夹角为59.1°，具有较小的分子平面重叠度，同时存在两种较长的Pt与Pt金属中心距离，分别为6.46和同时在该类晶态中，溶剂分子是参与其中的，为一类伪晶态(psudo-polymorphism)。
双核金属铂配合物1-1红色晶体(Form III)的晶体结构及堆积模式如图8和9所示。在双核金属铂配合物红色晶体Form III中，两环金属铂配合物之间同样具有较大的分子夹角(55.8°)，分子内平面重叠度较小，但分子间却存在有效的Pt-Pt金属作用 造成其激发和发射波长较大程度的红移。而在该类晶态中，溶剂分子同样是参与其中的，为一类伪晶态(psudo-polymorphism)。
双核金属铂配合物橙黄色晶体(Form II)的晶体结构及堆积模式如图10和11所示：而由图10和11可知，相比而言，双核金属铂配合物Form II中，两环金属铂配合物之间分子夹角为32.9°，具有较大的平面重叠度和较小的平面距离而具有一定程度的分子内π-π堆积作用。但分子内或分子间Pt与Pt金属中心距离仍然较长，分别为4.51和但在该类晶态中，溶剂分子是不参与其中的。分子内较小的扭转角和分子间较紧密的堆积作用可能主要是甲醇较大的溶剂极性所致。
双核金属铂配合物1-1三种不同的晶态XRD数据如图12所示：由晶态材料XRD数据对比可知，三者具有完全不同的分子堆积模式或分子构型。对于Form I晶态，位于2θ＝7.1、7.8、9.1、12.7、15.5和17.8°(晶面之间距离d分别为12.4、11.3、9.7、6.96、5.71和)处有明显的峰。对于Form II晶态，位于2θ＝6.8、8.5、10.1、14.5和19.8°(晶面之间距离d分别为13.0、10.4、9.1、6.1和)处存在强的峰，除此之外还存在其它两组等距峰，分别位于6.77，13.5，20.3°和8.5，17.0°等，可说明强的分子堆积作用的存在。而对于红色晶体Form III，位于2θ＝5.4、6.1、10.2、10.8、14.4、20.0和27.2°(晶面之间距离d分别为16.4、14.5、8.66、8.18、6.15和)处存在强的峰，同样在晶态XRD数据中还存在另外两组等距峰，分别位于5.4、10.8、16.2°和11.0、22.0°及10.0、20.0°等，也说明强的分子π-π堆积作用的存在。
实施例2双核金属铂配合物1-2的合成
1)1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)-1,3-二丙基脲的制备：将40.0mg的NaH(60％，1.0mmol)用正己烷(5mL×3)洗涤后溶解到3mL DMF溶剂中，分三批逐渐加入到含有化合物1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)脲(130mg,0.25mmol)的5mL的DMF溶液中，每次加完后滴加部分C3H7I(共128mg,0.75mmol)。滴加完成后继续室温搅拌4小时，TLC检测，反应完成后，减压旋蒸去除溶剂后加入30mL二氯甲烷溶解，有机层用水洗涤(30mL×3)，K2CO3干燥，减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙酸乙酯50:1，v/v)得到120mg淡黄色固体，产率：80％。
2)双核金属铂配合物1-2的制备：将化合物1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)-1,3-二丙基脲(60mg,0.1mol)，K2PtCl4(91mg,0.22mol)在氮气保护下加入含6mL醋酸的50mL双口烧瓶中，加热至120℃反应三天。反应完成后，冷却到室温，析出固体，抽滤，所得固体依次用水(50mL)，甲醇(20mL)，乙醚(50mL)洗涤，红外干燥后得到70mg橙红色固体，产率：66％。
实施例3双核金属铂配合物1-3的合成
1)1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)-1,3-二正己烷基脲的制备：将40.0mg的NaH(60％,1.0mmol)用正己烷(5mL×3)洗涤后溶解到3mL DMF溶剂中，分三批逐渐加入到含有化合物1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)脲(130mg,0.25mmol)的5mL的DMF溶液中，每次加完后滴加部分C6H13I(共160mg,0.75mmol)。滴加完成后继续室温搅拌3小时，TLC检测，反应完成后，减压旋蒸去除溶剂后加入30mL二氯甲烷溶解，有机层用水洗涤(30mL×3)，K2CO3干燥，减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙酸乙酯50:1，v/v)得到151mg黄色固体，产率：88％。
2)双核金属铂配合物1-3的制备：将化合物1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)-1,3-二正己烷基脲(69mg,0.1mol)，K2PtCl4(91mg,0.22mol)在氮气保护下加入含6mL醋酸的50mL双口烧瓶中，加热至120℃反应三天。反应完成后，冷却到室温，析出固体，抽滤，所得固体依次用水(50mL)，甲醇(20mL)，乙醚(50mL)洗涤，红外干燥后得到85mg橙红色固体，产率：75％。
实施例4双核金属铂配合物1-4的合成
1)3,5-双(6-氟吡啶-2-基)苯胺的制备：在N2保护下，依次将3,5-二溴苯胺(502mg,2.0mmol)，Pd(PPh3)2Cl2(84.0mg,0.12mmol)和LiCl(672mg,16.0mmol)加入到干燥过的耐压管内，密封抽充N2三次后，用注射器注入20mL重蒸过的甲苯和2-氟-6-(三丁基锡基)吡啶(1.62g,4.2mmol)。N2鼓泡15分钟后封管120℃加热反应48小时。反应完成后，反应液冷却到室温，抽滤，滤渣用二氯甲烷(5mL×2)洗涤，合并有机层，MgSO4干燥，过滤浓缩后柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙酸乙酯1/1，v/v)得到340mg黄色固体，产率：60％。
2)1,3-双(3,5-二(6-氟吡啶-2-基)苯基)脲的制备：将含有3,5-双(6-氟吡啶-2-基)苯胺(142mg,0.5mmol)，三光气(150mg,0.5mmol)和8.0mL二氯甲烷溶剂的反应瓶置于冰浴中，然后滴加0.3mL的三乙胺，约持续2分钟。滴加完成后保温继续反应1.0小时后，继续加入4.0mL的吡啶和3,5-双(6-氟吡啶-2-基)苯胺(142mg,0.5mmol)，然后加热至回流2.5小时，TLC检测，反应完成后，停止反应冷却到室温。减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙醇25/1，v/v)得到252mg黄色固体，产率：85％。
3)1,3-双(3,5-二(6-氟吡啶-2-基)苯基)-1,3-二甲基脲的制备：将40.0mg的NaH(60％，1mmol)用正己烷(5mL×3)洗涤后溶解到3mL DMF溶剂中，分三批逐渐加入到含有化合物1,3-双(3,5-二(6-氟吡啶-2-基)苯基)脲(148mg,0.25mmol)的6mL的DMF溶液中，每次加完后滴加部分CH3I(共106.5mg,0.75mmol)。滴加完成后继续室温搅拌2小时，TLC检测，反应完成后，减压旋蒸去除溶剂后加入30mL二氯甲烷溶解，有机层用水洗涤(30mL×3)，K2CO3干燥，减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙酸乙酯50:1，v/v)得到124mg黄色固体，产率：80％。
4)双核金属铂配合物1-4的制备：将化合物1,3-双(3,5-二(6-氟吡啶-2-基)苯基)-1,3-二甲基脲(62mg,0.1mol)，K2PtCl4(91mg,0.22mol)在氮气保护下加入含5mL醋酸的50mL双口烧瓶中，加热至120℃反应三天。反应完成后，冷却到室温，析出固体，抽滤，所得固体依次用水(50mL)，甲醇(20mL)，乙醚(50mL)洗涤，红外干燥后得到59mg红色固体，产率：55％。
实施例5双核金属铂配合物1-5的合成
1)3,5-双(6-甲基吡啶-2-基)苯胺的制备：在N2保护下，依次将3,5-二溴苯胺(502mg,2.0mmol)，Pd(PPh3)2Cl2(84.0mg,0.12mmol)和LiCl(672mg,16.0mmol)加入到干燥过的耐压管内，密封抽充N2三次后，用注射器注入20mL重蒸过的甲苯和2-甲基-6-(三丁基锡基)吡啶(1.60g,4.2mmol)。N2鼓泡15分钟后封管120℃加热反应48小时。反应完成后，反应液冷却到室温，抽滤，滤渣用二氯甲烷(5mL×2)洗涤，合并有机层，MgSO4干燥，过滤浓缩后柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙酸乙酯1/1，v/v)得到363mg黄色固体，产率：66％。
2)1,3-双(3,5-二(6-甲基吡啶-2-基)苯基)脲的制备：将含有3,5-双(6-甲基吡啶-2-基)苯胺(138mg,0.5mmol)，三光气(150mg,0.5mmol)和8.0mL二氯甲烷溶剂的反应瓶置于冰浴中，然后滴加0.3mL的三乙胺，约持续2分钟。滴加完成后保温继续反应1.0小时后，继续加入4.0mL的吡啶和3,5-双(6-甲基吡啶-2-基)苯胺(142mg,0.5mmol)，然后加热至回流3小时，TLC检测，反应完成后，停止反应冷却到室温。减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙醇25/1，v/v)得到250mg黄色固体，产率：87％。
3)1,3-双(3,5-二(6-甲基吡啶-2-基)苯基)-1,3-二甲基脲的制备：将40.0mg的NaH(60％，1.0mmol)用正己烷(5mL×3)洗涤后溶解到3mL DMF溶剂中，分三批逐渐加入到含有化合物1,3-双(3,5-二(6-甲基吡啶-2-基)苯基)脲(144mg,0.25mmol)的5mL的DMF溶液中，每次加完后滴加部分CH3I(共106.5mg,0.75mmol)。滴加完成后继续室温搅拌2小时，TLC检测，反应完成后，减压旋蒸去除溶剂后加入30mL二氯甲烷溶解，有机层用水洗涤(30mL×3)，K2CO3干燥，减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙酸乙酯50:1，v/v)得到130mg黄色固体，产率：86％。
4)双核金属铂配合物1-5的制备：将化合物1,3-双(3,5-二(6-甲基吡啶-2-基)苯基)-1,3-二甲基脲(60mg,0.1mol)，K2PtCl4(91mg,0.22mol)在氮气保护下加入含6mL醋酸的50mL双口烧瓶中，加热至120℃反应三天。反应完成后，冷却到室温，析出固体，抽滤，所得固体依次用水(50mL)，甲醇(20mL)，乙醚(50mL)洗涤，红外干燥后得到53mg橙红色固体，产率：50％。
实施例6双核金属铂配合物1-6的合成
1)3,5-双(6-甲氧基吡啶-2-基)苯胺的制备：在N2保护下，依次将3,5-二溴苯胺(502mg,2.0mmol)，Pd(PPh3)2Cl2(84.0mg,0.12mmol)和LiCl(672mg,16.0mmol)加入到干燥过的耐压管内，密封抽充N2三次后，用注射器注入20mL重蒸过的甲苯和2-甲氧基-6-(三丁基锡基)吡啶(1.67g,4.2mmol)。N2鼓泡15分钟后封管120℃加热反应48小时。反应完成后，反应液冷却道室温，抽滤，滤渣用二氯甲烷(5mL×2)洗涤，合并有机层，MgSO4干燥，过滤浓缩后柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙酸乙酯1/1，v/v)得到380mg黄色固体，产率：62％。
2)1,3-双(3,5-二(6-甲氧基吡啶-2-基)苯基)脲的制备：将含有3,5-双(6-甲氧基吡啶-2-基)苯胺(154mg,0.5mmol)，三光气(150mg,0.5mmol)和8.0mL二氯甲烷溶剂的反应瓶置于冰浴中，然后滴加0.3mL的三乙胺，约持续2分钟。滴加完成后保温继续反应1.0小时后，继续加入4.0mL的吡啶和3,5-双(6-甲氧基吡啶-2-基)苯胺(154mg,0.5mmol)，然后加热至回流4小时，TLC检测，反应完成后，停止反应冷却到室温。减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙醇25/1，v/v)得到262mg黄色固体，产率：82％。
3)1,3-双(3,5-二(6-甲氧基吡啶-2-基)苯基)-1,3-二甲基脲的制备：将40.0mg的NaH(60％,1.0mmol)用正己烷(5mL×3)洗涤后溶解到3mL DMF溶剂中，分三批逐渐加入到含有化合物1,3-双(3,5-二(6-甲氧基吡啶-2-基)苯基)脲(160mg,0.25mmol)的5mL的DMF溶液中，每次加完后滴加部分CH3I(共106.5mg,0.75mmol)。滴加完成后继续室温搅拌3小时，TLC检测，反应完成后，减压旋蒸去除溶剂后加入30mL二氯甲烷溶解，有机层用水洗涤(30mL×3)，K2CO3干燥，减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙酸乙酯50:1，v/v)得到136mg黄色固体，产率：83％。
4)双核金属铂配合物1-6的制备：将化合物1,3-双(3,5-二(6-甲氧基吡啶-2-基)苯基)-1,3-二甲基脲(67mg,0.1mol)，K2PtCl4(91mg,0.22mol)在氮气保护下加入含7mL醋酸的50mL双口烧瓶中，加热至120℃反应三天。反应完成后，冷却到室温，析出固体，抽滤，所得固体依次用水(50mL)，甲醇(20mL)，乙醚(50mL)洗涤，红外干燥后得到56mg橙红色固体，产率：50％。
实施例7双核金属铂配合物1-7的合成
1)3,5-双(5-甲基吡啶-2-基)苯胺的制备：在N2保护下，依次将3,5-二溴苯胺(502mg,2.0mmol)，Pd(PPh3)2Cl2(84.0mg,0.12mmol)和LiCl(672mg,16.0mmol)加入到干燥过的耐压管内，密封抽充N2三次后，用注射器注入20mL重蒸过的甲苯和5-甲基-2-(三丁基锡基)吡啶(1.60g,4.2mmol)。N2鼓泡15分钟后封管120℃加热反应48小时。反应完成后，反应液冷却道室温，抽滤，滤渣用二氯甲烷(5mL×2)洗涤，合并有机层，MgSO4干燥，过滤浓缩后柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙酸乙酯1/1，v/v)得到358mg黄色固体，产率：65％。
2)1,3-双(3,5-二(5-甲基吡啶-2-基)苯基)脲的制备：将含有3,5-双(5-甲基吡啶-2-基)苯胺(138mg,0.5mmol)，三光气(150mg,0.5mmol)和8.0mL二氯甲烷溶剂的反应瓶置于冰浴中，然后滴加0.3mL的三乙胺，约持续2分钟。滴加完成后保温继续反应1.0小时后，继续加入4.0mL的吡啶和3,5-双(5-甲基吡啶-2-基)苯胺(138mg,0.5mmol)，然后加热至回流3小时，TLC检测，反应完成后，停止反应冷却到室温。减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙醇25/1，v/v)得到230mg黄色固体，产率：80％。
3)1,3-双(3,5-二(5-甲基吡啶-2-基)苯基)-1,3-二甲基脲的制备：将40.0mg的NaH(60％，1.0mmol)用正己烷(5mL×3)洗涤后溶解到3mL DMF溶剂中，分三批逐渐加入到含有化合物1,3-双(3,5-二(5-甲基吡啶-2-基)苯基)脲(144mg,0.25mmol)的5mL的DMF溶液中，每次加完后滴加部分CH3I(共106.5mg,0.75mmol)。滴加完成后继续室温搅拌3小时，TLC检测，反应完成后，减压旋蒸去除溶剂后加入30mL二氯甲烷溶解，有机层用水洗涤(30mL×3)，K2CO3干燥，减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙酸乙酯50:1，v/v)得到120mg黄色固体，产率：80％。
4)双核金属铂配合物1-7的制备：将化合物1,3-双(3,5-二(5-甲基吡啶-2-基)苯基)-1,3-二甲基脲(60mg,0.1mol)，K2PtCl4(91mg,0.22mol)在氮气保护下加入含6mL醋酸的50mL双口烧瓶中，加热至120℃反应三天。反应完成后，冷却到室温，析出固体，抽滤，所得固体依次用水(50mL)，甲醇(20mL)，乙醚(50mL)洗涤，红外干燥后得到58mg橙红色固体，产率：55％。
实施例8双核金属铂配合物1-8的合成
1)3,5-双(5-(三氟甲基)吡啶-2-基)苯胺的制备：在N2保护下，依次将3,5-二溴苯胺(502mg,2.0mmol)，Pd(PPh3)2Cl2(84.0mg,0.12mmol)和LiCl(672mg,16.0mmol)加入到干燥过的耐压管内，密封抽充N2三次后，用注射器注入20mL重蒸过的甲苯和2-(三丁基锡基)-5-(三氟甲基)吡啶(1.84g,4.2mmol)。N2鼓泡15分钟后封管120℃加热反应48小时。反应完成后，反应液冷却道室温，抽滤，滤渣用二氯甲烷(5mL×2)洗涤，合并有机层，MgSO4干燥，过滤浓缩后柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙酸乙酯1/1，v/v)得到520mg黄色固体，产率：68％。
2)1,3-双(3,5-二(5-(三氟甲基)吡啶-2-基)苯基)脲的制备：将含有3,5-双(5-(三氟甲基)吡啶-2-基)苯胺(192mg,0.5mmol)，三光气(150mg,0.5mmol)和8.0mL二氯甲烷溶剂的反应瓶置于冰浴中，然后滴加0.3mL的三乙胺，约持续2分钟。滴加完成后保温继续反应1.0小时后，继续加入4.0mL的吡啶和3,5-双(5-(三氟甲基)吡啶-2-基)苯胺(192mg,0.5mmol)，然后加热至回流3小时，TLC检测，反应完成后，停止反应冷却到室温。减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙醇25/1，v/v)得到337mg黄色固体，产率：85％。
3)1,3-双(3,5-二(5-(三氟甲基)吡啶-2-基)-1,3-二甲基脲的制备：将40.0mg的NaH(60％，1.0mmol)用正己烷(5mL×3)洗涤后溶解到3mL DMF溶剂中，分三批逐渐加入到含有化合物1,3-双(3,5-二(5-(三氟甲基)吡啶-2-基)苯基)脲(198mg,0.25mmol)的5mL的DMF溶液中，每次加完后滴加部分CH3I(共106.5mg,0.75mmol)。滴加完成后继续室温搅拌4小时，TLC检测，反应完成后，减压旋蒸去除溶剂后加入30mL二氯甲烷溶解，有机层用水洗涤(30mL×3)，K2CO3干燥，减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙酸乙酯50:1，v/v)得到154mg黄色固体，产率：75％。
4)双核金属铂配合物1-8的制备：将化合物1,3-双(3,5-二(5-(三氟甲基)吡啶-2-基)-1,3-二甲基脲(82mg,0.1mol)，K2PtCl4(91mg,0.22mol)在氮气保护下加入含8mL醋酸的50mL双口烧瓶中，加热至120℃反应三天。反应完成后，冷却到室温，析出固体，抽滤，所得固体依次用水(50mL)，甲醇(20mL)，乙醚(50mL)洗涤，红外干燥后得到65mg红色固体，产率：51％。
实施例9双核金属铂配合物1-9的合成
1)3,5-双(3,5-二氟吡啶-2-基)苯胺的制备：在N2保护下，依次将3,5-二溴苯胺(502mg,2.0mmol)，Pd(PPh3)2Cl2(84.0mg,0.12mmol)和LiCl(672mg,16.0mmol)加入到干燥过的耐压管内，密封抽充N2三次后，用注射器注入20mL重蒸过的甲苯和3,5-二氟-2-(三丁基锡基)吡啶(1.70g,4.2mmol)。N2鼓泡15分钟后封管120℃加热反应48小时。反应完成后，反应液冷却道室温，抽滤，滤渣用二氯甲烷(5mL×2)洗涤，合并有机层，MgSO4干燥，过滤浓缩后柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙酸乙酯1/1，v/v)得到447mg黄色固体，产率：70％。
2)1,3-双(3,5-二(3,5-二氟吡啶-2-基)苯基)脲的制备：将含有3,5-双(3,5-二氟吡啶-2-基)苯胺(160mg,0.5mmol)，三光气(150mg,0.5mmol)和8.0mL二氯甲烷溶剂的反应瓶置于冰浴中，然后滴加0.3mL的三乙胺，约持续2分钟。滴加完成后保温继续反应1.0小时后，继续加入4.0mL的吡啶和3,5-双(3,5-二氟吡啶-2-基)苯胺(160mg,0.5mmol)，然后加热至回流3小时，TLC检测，反应完成后，停止反应冷却到室温。减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙醇25/1，v/v)得到249mg黄色固体，产率：75％。
3)1,3-双(3,5-二(3,5-二氟吡啶-2-基)-1,3-二甲基脲的制备：将40.0mg的NaH(60％,1.0mmol)用正己烷(5mL×3)洗涤后溶解到3mL DMF溶剂中，分三批逐渐加入到含有化合物1,3-双(3,5-二(3,5-二氟吡啶-2-基)苯基)脲(178mg,0.25mmol)的5mL的DMF溶液中，每次加完后滴加部分CH3I(共106.5mg,0.75mmol)。滴加完成后继续室温搅拌3小时，TLC检测，反应完成后，减压旋蒸去除溶剂后加入30mL二氯甲烷溶解，有机层用水洗涤(30mL×3)，K2CO3干燥，减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯(洗脱剂：二氯甲烷/乙酸乙酯50:1，v/v)得到140mg黄色固体，产率：81％。
4)双核金属铂配合物1-9的制备：将化合物1,3-双(3,5-二(3,5-二氟吡啶-2-基)-1,3-二甲基脲(69mg,0.1mol)，K2PtCl4(91mg,0.22mol)在氮气保护下加入含5mL醋酸的50mL双口烧瓶中，加热至120℃反应三天。反应完成后，冷却到室温，析出固体，抽滤，所得固体依次用水(50mL)，甲醇(20mL)，乙醚(50mL)洗涤，红外干燥后得到63mg红色固体，产率：55％。
综上所述，本发明实施例提供了一种具有多态发光的U-型双核金属铂配合物，具有溶剂可调控的多态发光性质，根据结晶所用溶剂不同，可得到三种不同晶态材料，分别具有黄绿色、橙黄色及深红色磷光发射性质，所述金属铂配合物在甲醇或氯苯溶剂中有较好的深红色磷光发射，得到的深红色发光晶态材料具有较好的低能态发光量子产率，能够应用于发光和显示器件领域。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种具有多态发光的U-型双核金属铂配合物，其特征在于：所述U-型双核金属铂配合物是具有烷基取代脲基桥联U-型分子结构的双核金属铂配合物，
所述U-型双核金属铂配合物的结构式具体为1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7、1-8或1-9中的任意一种：
2.一种如权利要求1所述U-型双核金属铂配合物的制备方法，其特征在于：所述方法包含以下步骤：
1)合成3,5-二(吡啶-2-基)苯胺衍生物；
2)以步骤1)所述3,5-二(吡啶-2-基)苯胺衍生物与三光气、二氯甲烷、三乙胺、吡啶为原料反应，合成1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)脲衍生物；
3)以步骤2)所述1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)脲衍生物与氢化钠、烷基碘、二甲基甲酰胺、二氯甲烷为原料反应，合成1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)-1,3-二烷基脲衍生物；
4)以步骤3)所述1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)-1,3-二烷基脲衍生物与四氯亚铂酸钾、醋酸在氮气保护下反应，合成双核金属铂配合物。
3.一种如权利要求2所述U-型双核金属铂配合物制备方法，其特征在于：所述步骤2)将含有120-200mg 3,5-二(吡啶-2-基)苯胺衍生物、120-165mg三光气、6-10mL二氯甲烷溶剂的反应瓶置于冰浴中，滴加0.2-0.5mL三乙胺，滴加完成后保温继续反应0.5-2h，继续加入3.2-4.9mL吡啶和120-200mg 3,5-二(吡啶-2-基)苯胺衍生物，加热回流2-5h，反应完成后，停止反应冷却到室温，减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯获得产物1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)脲衍生物。
4.一种如权利要求3所述U-型双核金属铂配合物的制备方法，其特征在于：所述步骤2)柱层析分离提纯所用洗脱剂为二氯甲烷:乙醇，其体积比为50:1-20:1。
5.一种如权利要求3所述U-型双核金属铂配合物的制备方法，其特征在于：所述步骤3)将20-50mg的NaH正己烷洗涤后溶解到2-6mL DMF溶剂中形成溶液I，将100-150mg所述1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)脲衍生物溶解在3-7mL DMF溶剂中形成溶液II，将所述溶液I加入所述溶液II中，加完后滴加90-200mg烷基碘，滴加完成后继续室温搅拌1-4h，反应完成后，减压旋蒸去除溶剂后加入23-42mL二氯甲烷溶解，用水洗涤有机层，用K2CO3干燥，减压旋蒸去除溶剂，柱层析分离提纯获得1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)-1,3-二烷基脲衍生物。
6.一种如权利要求5所述U-型双核金属铂配合物的制备方法，其特征在于：步骤3)所述溶液I分2-4批加入到所述溶液II中，每次加完后滴加22-100mg烷基碘。
7.一种如权利要求5所述U-型双核金属铂配合物的制备方法，其特征在于：所述步骤3)柱层析分离提纯所用洗脱剂为二氯甲烷:乙酸乙酯，其体积比为100:1-20:1。
8.一种如权利要求5所述U-型双核金属铂配合物的制备方法，其特征在于：所述步骤4)将50-90mg所述化合物1,3-双(3,5-二(吡啶-2-基)苯基)-1,3-二烷基脲衍生物、80-100mgK2PtCl4、4-9mL醋酸置于烧瓶中，在100-145℃及氮气保护条件下反应3天，反应完成后，冷却到室温，析出固体，抽滤，将所述固体依次用水、甲醇、乙醚洗涤，干燥后得到双核金属铂配合物。
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| CN201710054073.2A CN106831882B (zh) | 2017-01-22 | 2017-01-22 | 一种具有多态发光的u-型双核金属铂配合物及其制备方法 |
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| Conformation-determined through-bond versus through-space electronic communication in mixed-valence systems with a cross-conjugated urea bridge;Zhong-Liang Gong等;《Chemistry-A European Journal》;20151231;第21卷;第1554-1566页 * |
| H2PO4- and solvent-induced polymorphism of an amide-functionalized [Pt(N∧C∧N)Cl] complex;Zhong-Liang Gong等;《Inorganic Chemistry》;20161231;第55卷;第10143-10151页 * |
| Stepwise coordination followed by oxidation mechanism for the multichannel detection of Cu2+ in an aqueous environment;Zhong-Liang Gong等;《Organometallics》;20131118;第32卷;第7495-7502页 * |
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