CN110627838B - 刚性功能配体-环金属桥梁-功能配体型铱配合物骨架 - Google Patents
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Abstract
刚性功能配体‑环金属桥梁‑功能配体型铱配合物骨架，配合物中含有一个可功能化修饰的桥梁配体，能够同时与两个铱金属中心配位；与此同时，每个铱金属中心还可以与另外两个外围功能化配体配位，形成具有两个金属中心与五个配体的刚性分子骨架；传统有机铱配合物中最多有三个不同的双齿配体，可谓有三个修饰点，而本发明提供的新型分子骨架中最多有五个不同的双齿配体，使修饰点数量达到五个，显著增加了有机金属铱配合物结构多样性以及性质调控空间，在发展高性能发光材料、催化体系、太阳能转化体系以及化学生物检测等重要领域具有潜在应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及有机金属配合物技术领域的高性能发光材料，特别涉及刚性功能配体-环金属桥梁-功能配体型铱配合物骨架。
背景技术
有机金属铱配合物在有机发光二极管、反应催化、太阳能转化以及化学生物检测等重要领域具有极大应用价值，属于新型功能材料。有机金属铱配合物分子通常为六配位八面体构型，以具有三个双齿配体的结构最为常见。通常采用功能基团对配体进行修饰，以达到对配合物性能调控优化的目的，因此配体结构对于有机金属铱配合物的性质具有非常大的影响。此外，铱金属中心自身的电子云密度对有机金属铱配合物的性质也有很大影响。不过，目前已经成功应用的有机金属铱配合物以及仍在实验室研究的有机金属铱配合物都将重点着眼于有机配体，仅有的三个配体使铱配合物性能调控的空间有限，不利于对有机金属铱配合物性能的进一步改善。
发明内容
为了增加有机金属铱配合物修饰点数目，扩展其性质调控范围，增强其性能表现，本发明提供一种刚性功能配体-环金属桥梁-功能配体型铱配合物骨架，配合物中含有一个可功能化修饰的桥梁配体，能够同时与两个铱金属中心配位；与此同时，每个铱金属中心还可以与另外两个外围功能化配体配位，形成具有两个金属中心与五个配体的刚性分子骨架。
为达到以上目的，本发明的技术方案如下：
一种刚性功能配体-环金属桥梁-功能配体型铱配合物骨架，
骨架通式为：
或
或
以上分子骨架通式中，
代表下列任意一种有机氮杂环：
R1是取代基，代表烷基C1～C8、Br基团、Cl基团、F基团以及下列任意一种有机基团：
R2是苯环上的取代基，代表烷基C1～C8、Br基团、Cl基团、F基团以及下列任意一种基团：
在同一分子中R1及R2可以完全相同或完全不同，同一分子中R1及R2在各自芳环上的取代数目为0-4个，同一分子中R1及R2在各自芳环上的取代位置最多为4个。
从以上分子骨架通式可以看出，本发明提供的材料分子中具有一个环金属桥梁配体，四个不同于环金属桥梁配体的外围功能化配体。此外，采用不同氮杂环以及不同取代基，外围功能化配体之间也各不相同，达到配合物中所有配体各不相同的状态，也即能够最大限度地对有机金属铱配合物的性能进行调控改善，为该类材料在有机发光二极管、反应催化、太阳能转化以及化学生物检测等重要领域的应用提供更佳的性能。总之，本发明提供的桥梁配体及外围配体非全同刚性分子骨架能够更进一步挖掘有机铱配合物材料的潜力。在扩大性能调控范围、丰富材料体系等方面的巨大优势是现有有机铱配合物难以做到的。因此，本发明所提供的分子骨架在开发新型高性能材料方面既具有非常独特的设计思路，又具有非常重要的应用价值。与传统有机铱配合物中最多有三个不同的双齿配体，可谓有三个修饰点的相比，本发明提供的新型分子骨架中最多有五个不同的双齿配体，使修饰点数量达到五个，显著增加了有机金属铱配合物结构多样性以及性质调控空间。
附图说明
图1为按本发明合成刚性功能配体-环金属桥梁-功能配体型铱配合物材料的总路线图。
图2为按本发明合成刚性功能配体-环金属桥梁-功能配体型铱配合物材料Ir1的高分辨质谱测试图。
图3为按本发明合成刚性功能配体-环金属桥梁-功能配体型铱配合物材料Ir2的高分辨质谱测试图。
图4为按本发明合成刚性功能配体-环金属桥梁-功能配体型铱配合物材料Ir3的高分辨质谱测试图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例一
本实施例的有机金属铱配合物Ir1化学式为C46H40F4Ir2N4O4，结构式为
参照附图1，其合成方法为：将2当量外围功能化配体
1当量环金属桥梁配体
以及2当量三氯化铱投入反应容器中。在氮气氛围下，向所述反应容器中加入乙二醇乙醚与水的混合溶剂(体积比为3：1)。氮气氛围中加热至110℃反应24小时；停止加热，冷至室温后向反应混合溶液中加入去离子水，有固体析出，过滤并干燥析出的固体。将干燥的固体与β二酮配体、无水碳酸钠按照物质的量1：2：10的比例加入乙二醇乙醚中，氮气氛围中加热至110℃反应24小时。反应结束后将反应混合物倒入30mL去离子水中，析出有色固体。过滤、干燥该固体后，用硅胶分离纯化，最终得到目标有机金属铱配合物Ir1。高分辨质谱表征结果如附图2所示，说明本实施例合成的产品即为目标有机金属铱配合物Ir1。
实施例二
本实施例的有机金属铱配合物Ir2化学式为C54H60Ir2N4O4，结构式为
参照附图1，其合成方法为：将2当量外围功能化配体
1当量环金属桥梁配体
以及2当量三氯化铱投入反应容器中。在氮气氛围下，向所述反应容器中加入乙二醇乙醚与水的混合溶剂(体积比为3：1)。氮气氛围中加热至110℃反应24小时；停止加热，冷至室温后向反应混合溶液中加入去离子水，有固体析出，过滤并干燥析出的固体。将干燥的固体与β二酮配体、无水碳酸钠按照物质的量1：2：10的比例加入乙二醇乙醚中，氮气氛围中加热至110℃反应24小时。反应结束后将反应混合物倒入30mL去离子水中，析出有色固体。过滤、干燥该固体后，用硅胶分离纯化，最终得到目标有机金属铱配合物Ir2。高分辨质谱表征结果如附图3所示，说明本实施例合成的产品即为目标有机金属铱配合物Ir2。
实施例三
本实施例的有机金属铱配合物Ir3化学式为C66H52Ir2N4O12S4，结构式为
参照附图1，其合成方法为：将2当量外围功能化配体
1当量环金属桥梁配体
以及2当量三氯化铱投入反应容器中。在氮气氛围下，向所述反应容器中加入乙二醇乙醚与水的混合溶剂(体积比为3：1)。氮气氛围中加热至110℃反应24小时；停止加热，冷至室温后向反应混合溶液中加入去离子水，有固体析出，过滤并干燥析出的固体。将干燥的固体与β二酮配体、无水碳酸钠按照物质的量1：2：10的比例加入乙二醇乙醚中，氮气氛围中加热至110℃反应24小时。反应结束后将反应混合物倒入30mL去离子水中，析出有色固体。过滤、干燥该固体后，用硅胶分离纯化，最终得到目标有机金属铱配合物Ir3。高分辨质谱表征结果如附图4所示，说明本实施例合成的产品即为目标有机金属铱配合物Ir3。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。
Claims (4)
1.刚性功能配体-环金属桥梁-功能配体型铱配合物骨架，其特征在于，分子骨架通式为：
以上分子骨架通式中，
代表下列任意一种有机氮杂环：
代表有机氮杂环，包括吡啶、嘧啶、异喹啉；
代表有机氮杂环，包括吡啶、嘧啶、异喹啉；
代表β二酮衍生物；R1是氮杂环上的取代基，代表烷基C1～C8、Br基团、Cl基团、F基团以及下列任意一种有机基团：
R2是苯环上的取代基，代表烷基C1～C8、Br基团、Cl基团、F基团以及下列任意一种基团：
在同一分子中R1及R2可以完全相同或完全不同，同一分子中R1及R2在各自芳环上的取代数目为0-4个，同一分子中R1及R2在各自芳环上的取代位置最多为4个。
2.根据权利要求1所述的刚性功能配体-环金属桥梁-功能配体型铱配合物骨架，其特征在于，
有机金属铱配合物Ir1化学式为C46H40F4Ir2N4O4，结构式为
3.根据权利要求1所述的刚性功能配体-环金属桥梁-功能配体型铱配合物骨架，其特征在于，
有机金属铱配合物Ir2化学式为C54H60Ir2N4O4，结构式为
4.根据权利要求1所述的刚性功能配体-环金属桥梁-功能配体型铱配合物骨架，其特征在于，
有机金属铱配合物Ir3化学式为C66H52Ir2N4O12S4，结构式为
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