基于甲基吡啶-三唑Ag(I)配合物的高温溶剂热合成及应用
【专利说明】基于甲基吡啶-三唑Ag(I)配合物的高温溶剂热合成及应 用
[0001] 关于资助研宄或开发的声明：本发明是在天津市应用基础与前沿技术研宄计划 天津市自然科学基金项目（Grant no. 14JCQNJC05900)以及国家自然科学基金项目（Grant No. 21301128)的资助下进行的。
技术领域
[0002] 本发明属于有机合成和金属有机化学技术领域，涉及未见文献报道的 甲基吡啶-三唑的合成以及具有荧光性能的AgBF 4-L配合物的180 °C高温合 成，更具体的说是基于4-3-(5-甲基吡啶）-1，2, 4-三唑配体（L)的三唑Ag ( I)荧光配合物的合成及其在离子交换材料方面的应用。
【背景技术】
[0003] 离子交换是可逆的等当量交换反应。早在1850年就发现了土壤吸收铵盐时的离 子交换现象，但离子交换作为一种现代分离手段，是在20世纪40年代人工合成了离子交 换树脂以后的事。离子交换操作的过程和设备，与吸附基本相同，但离子交换的选择性较 高，更适用于高纯度的分离和净化。目前，离子交换主要用于水处理（软化和纯化）；溶液 (如糖液）的精制和脱色；从矿物浸出液中提取铀和稀有金属；从发酵液中提取抗生素以及 从工业废水中回收贵金属等。
[0004] 近几年来，金属-有机配合物因其具备结构稳定、比表面积大、孔道容积大以及自 身的荧光特性，在照明、显示、客体传感和光学设备等方面有着广泛的应用，常作为发光材 料如发光二极管（LEDs)进行应用，配合物的荧光特性研宄成为了 MOFs研宄的一个热点。众 所周知，任何材料的性质主要取决于它们的结构。如何定向合成预期结构的配合物一直以 来都是一项具有挑战性的工作。功能配合物的发光性能不仅与材料组成有关，而且很大程 度上依赖于配合物的分子结构和分子内部的堆积方式，所以在分子水平上控制配合物的三 维结构以及配合物的堆积方式都非常重要。
[0005] 溶剂热合成是指温度为100~1000 °C、压力为IMPa~IGPa条件下利用乙醇/ DMF等不同溶液中物质化学反应所进行的合成。在亚临界溶剂热合成条件下，由于反应处 于分子水平，反应性提高，因而溶剂热反应可以替代某些高温固相反应。又由于溶剂热反 应的均相成核及非均相成核机理与固相反应的扩散机制不同，因而可以创造出其它方法 无法制备的新化合物和新材料。它的优点：所的产物纯度高，分散性好、粒度易控制。
[0006] 本发明属于有机合成和金属有机化学技术领域，涉及具有二维平面框架结构的三 唑Ag(I )配合物的溶剂热合成，更具体的说是4-3-(5-甲基吡啶）-1，2, 4-三唑配体的三唑 Ag( I )配合物的溶剂热合成及其作为离子交换材料应用。4-3-(5-甲基吡啶）-1，2, 4-三 唑配体未见文献报道，这是第一例基于4-3-(5-甲基吡啶）-1，2, 4-三唑配体的三唑Ag(I) 配合物，试验结果表明：该三唑Ag(I)配合物具有很好的离子交换性能，特别是离子交换 材料方面有一个广阔的应用前景。该三唑Ag (I)配合物研制无论对先进材料的研制还是 对微观物理学的理论研宄都具有重要的意义。
【发明内容】
[0007] 本发明的一个目的公开了 {[Ag(L)] (BF4) (H20)} (1)化合物。
[0008] 本发明另一个目的公开了（1)化合物晶体的制备方法，测量数据的研宄。
[0009] 本发明再一个目的公开了具有二维平面框架结构的三唑Ag(I )配合物的制备。
[0010] 本发明再一个目的公开了 {[Ag(L)] (BF4) (H20)} (1)化合物有二维平面框架结构 的配合物主要应用在离子交换材料方面。
[0011] 为实现上述目的，本发明提供如下的技术方案： 基于甲基P比啶-三挫Ag(I)配合物，该化合物是新的，通过scifinder查询没有文献 报道该物质；其化学通式如下： {[Ag (L)] (BF4) (H2O)} (1); L结构式为
L指的是4-3-(5-甲基吡啶）-1，2, 4-三唑配体。
[0012] 本发明进一步公开了具有离子交换应用的三唑Ag(I )配合物单晶，其中的单斜晶 系用BRUKER SMART 1000 X-射线单晶衍射仪，采用石墨单色器的MoJa辐射（λ = 0.071 073 nm)作为衍射光源，在173 (2) K温度下，以#?扫描方式，测定主要晶体学数据如下：
本发明进一步公开了基于甲基吡啶-三唑Ag(I)配合物晶体制备方法，其特征在于：称 取 0· 0637 g (0· 5 mmol)AgBF4用 5 mL 水溶解，称取配体 L 0· 106 g (0· 5 mmol)用 5mL 乙 醇溶解，同时加入抗坏血酸〇. 005 g ;将以上两种溶液混合，然后放到15 mL的溶剂热釜中 在180°C下保持三天，缓慢降温后得到无色透明晶体。
[0013] 本发明更进一步公开了基于甲基吡啶-三唑Ag(I)配合物{[Ag(L)] (BF4) (H2OM 中的BF4^阴离子能够被硝酸根离子交换，该三唑Ag( 1 )配合物中具有很好的离子交换性 能，特别是分子基离子交换材料方面有一个广阔的应用前景。
[0014]
【附图说明】： 图1为三唑Ag( I )配合物的分子结构图； 图2为通过实验粉末样品离子交换前的粉末衍射图（上）和离子交换后的粉末衍射图 (下）对比一致，表明离子交换过程中配合物框架结构不变。
[0015]
【具体实施方式】
[0016] 为了简单和清楚的目的，下文恰当的省略了公知技术的描述，以免那些不必要的 细节影响对本技术方案的描述。以下结合较佳实施例，对本发明做进一步的描述，特别加以 说明的是，制备本发明化合物的起始物质AgBF 4、5-甲基-3-氨基吡啶、双甲酰肼、DMF、乙醇 可以从市场上买到或容易地通过已知的方法制得（制备本发明化合物所用到的试剂全部 来源于商业购买，级别为分析纯）。
[0017] 另外需要加以说明的是：所有的实验操作运用Schlenk技术，溶剂经过标准流 程纯化。所有用于合成和分析的试剂都是分析纯，并没有经过进一步的处理。熔点通过 Boetius区截机测定。1H NMR谱通过汞变量Vx300分光光度计记录，测量区间：300 MHz。化 学位移，δ，参考国际标准的TMS测定。
[0018] 实施例1 参考实施例1未见文献报道的L结构式为
L指的是4-3-(5-甲基吡啶）-1，2, 4-三唑配体，通过scifinder查询没有配体L的 文献报道。
[0019] 制备方法：2.2 g的5-甲基-3-氨基吡啶同4.0 g的双甲酰肼混合，加热到165°C， 在185-190°C下反应30分钟，用苯和乙醇分别重结晶后，得到了白色针状的配体L。制备文 献：J. Org. Chem. 1953，18，1368。
[0020] 制备实施例1 配合物（1)的180°C高温合成 称取 0. 0637 g (0. 5 _〇1)六88?4用 5 mLDMF 溶解，称取配体 L 0. 106 g(0. 5 mmol)用 5mL乙醇溶解，同时加入抗坏血酸0. 005 g ;将以上两种溶液混合，然后放到15 mL的溶剂热 釜中在180°C下保持三天，缓慢降温后得到无色透明晶体。
[0021] 元素分析结果，实验值（%) :C，26.67 %; H，2.76%; N，15.58%; 按照 C16H18Ag2B2F8N 8O 计算的理论值（%) :C，26.41 %; H，2.4931%; N，15.39%。
[0022] FT-IR (KBr, cm-1) : 3400 (br), 3100 (m), 1650 (m), 1525 (m), 1380 (m), 1310 (m), 1260 (m), 1100 (br), 930 (m), 800 (m), 700 (m), 630 (s), 530 (m)； 实施例2 (1)配合物的结构测定 选取大小为 0. 14 mm X0. 13 mm X0. 10 mm 的单晶用 BRUKER SMART 1000 X-射线单 晶衍射仪，采用石墨单色器的MoJa辐射（λ = 0.071 073 nm)作为衍射光源，在173 (2) K温度下，以ο-Φ扫描方式，在2. 74°彡 0彡29. 16° (-10彡A彡10, -10