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一种含多吡啶配体的锇金属有机化合物及其制备方法和应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-04-26 11:02:52

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 田宜忠 | 2023-04-26 11:02:53

一种含锇金属有机化合物[cis-Os(L)2X2](A)的设计合成、晶体结构和荧光性能研究。其中,L为多吡啶配体基团,X为卤素基团,A为六氟磷酸根阴离子或者四氟硼酸阴离子。该化合物中心金属锇原子是扭曲的八面体六配位构型,其中四个位置被两个L配体基团的氮原子所占据,剩余的两个位置被两个卤原子在顺式位置所占据,此外还有一个阴离子A。

本发明公开了一种含多吡啶配体的锇金属有机化合物,所述锇金属有机化合物的分子式为[cis?Os(L)2X2](A);其中,L为多吡啶配体基团,X为卤素基团,A为六氟磷酸根阴离子或者四氟硼酸阴离子。该化合物中心金属锇原子是扭曲的八面体六配位构型,其中四个位置被两个L配体基团的氮原子所占据,剩余的两个位置被两个卤原子在顺式位置所占据,此外还有一个阴离子A。本发明的化合物由于多吡啶配体配位能力强、具有良好光物理性质和稳定平面结构的双齿螯合配体及锇金属有机化合物具有丰富的电化学和光物理性质等优点,从而构建出许多结构新颖、功能性质特殊的金属配合物,为功能化配合物的设计合构筑提供了更多的可能。

多吡啶化合物及其衍生物作为应用最广泛的有机配体之一,在配位化学领域占据不可替代的重要位置。多吡啶化合物本身是一类含氮芳香环体系,具有多个配位位点和较强的配位能力,分子内共轭大π键可以与多个金属离子配位的同时易形成π-π堆积作用,吡啶环上的N原子既可与金属离子配位又可能形成氢键。吡啶环拥有良好的刚性结构和较强的共轭性能,是一类很好的发光材料,自身能发射荧光。多吡啶化合物及衍生物作为金属螯合配体广泛应用于配位化学领域,其中1,10-邻菲罗啉配体作为多吡啶配体的重要组成部分,在配位化学领域占据无可取代的重要位置。1,10-邻菲罗啉及衍生物是一类配位能力强、具有良好光物理性质和稳定平面结构的双齿螯合配体,与过渡金属离子形成的配合物对DNA具有很好的识别作用,可用作DNA结构探针。1,10-邻菲罗啉配体具有分子内大π键,其δ给电子能力和π受电子能力,可以与多个金属离子配位的同时易形成π-π堆积作用,且吡啶环上N原子还可与金属离子形成氢键,增强了与金属离子的配位作用,从而构建出许多结构新颖、功能性质特殊的金属配合物。这些配合物往往表现出独特的光物理、光化学、磁学等性质,在电化学传感、光催化、荧光分子探针、生物活性药物等具有潜在应用价值。

含有电活性和光活性单元的多核过渡金属化合物的设计合成一直是人们感兴趣的话题,因为它们可被当作构件,用于超分子组装和分子器件中。吡啶配体具有结构的多样性和自身性质的可控性,它不仅可以和金属配位,还能与别的原子配合成稳定化合物。基于多吡啶配体的金属有机化合物是构建多功能超分子体系的通用组分,可用于传感器、光催化、太阳能转换、人工光合作用、二阶非线性光学和电化学发光等领域中。研究金属-多吡啶化合物的一个重要原因就是其光能转化为富含能量的化合物或电能中存在潜在应用。

含多吡啶配体的锇金属有机化合物因具有丰富的电化学和光物理性质而成为大众的焦点,广泛用于传感器、光催化、太阳能转换、人工光合作用、非线性光学和电化学发光等领域中。更有意思的是,这类化合物表现出很有趣的光物理和光化学特性,可以通过外部刺激调控其物理化学性质,将其应用到电子学和光学器件中。因此合成含多吡啶配体的锇化合物具有非常重要的研究意义。

荆楚理工学院(Jingchu University of Technology)简称“荆楚理工”,位于湖北省荆门市,学院于2007年3月经教育部批准由初创于1956年的沙洋师范高等专科学校和始建于1984年的荆门职业技术学院合并组建而成, [2] 是一所省属公办全日制普通本科高等学校,为湖北省首批地方本科院校转型发展试点学校、“湖北省2011计划”首批牵头高校,“实行“省市(荆门)共建、以省为主”的管理体制。 截至2022年3月,学院占地面积2400余亩,校舍建筑面积35.87余万平方米;设有16个教学学院(部),开设本科专业43个,专科专业15个,涵盖理、工、农、医、文、教、管、艺等8大学科门类;在编教职工1134人,有教授、副教授等高级职称人员342人,博士、硕士678人。享受国务院及湖北省政府特殊津贴的专家4人;有全日制普通在校生19615人,其中本科生13998人。

本发明的有益效果:目前,多吡啶化合物及衍生物作为金属螯合配体广泛应用于配位化学领域,可以与多个金属离子配位的同时易形成π-π堆积作用,且吡啶环上N原子还可与金属离子形成氢键,增强了与金属离子的配位作用,从而构建出许多结构新颖、功能性质特殊的金属配合物。这些配合物往往表现出独特的光物理、光化学、磁学等性质,在电化学传感、光催化、荧光分子探针、生物活性药物等具有潜在应用价值。本发明设计合成多吡啶锇金属有机化合物具有以下优势:(1)1,10-邻菲罗啉及衍生物是一类配位能力强、具有良好光物理性质和稳定平面结构的双齿螯合配体;(2)含锇金属有机化合物一般具有丰富的光谱学、光物理、光化学和电化学性质,可以吸收可见光区域的光,产生金属到配体的电荷转移(MLCT)激发态,或者经历非常快的系间穿越得到潜在的长寿命3MLCT激发态,广泛用于传感器、光催化、太阳能转换、人工光合作用、非线性光学和电化学发光等领域中。(3)锇多吡啶配合物是八面体配位构型,作为主体分子可以很好地控制配体周围的空间容积和与其它客体分子相互作用的情况,分子结构具有很大的可塑性,通过改变配体或对配体进行修饰,则可以设计出种类繁多具有不同功能的分子器件。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。