本發(fā)明專利技術是四氯鋅酸根誘導的七元瓜環(huán)-稀土管狀聚合物及合成方法，就是在四氯鋅酸根存在下，七元瓜環(huán)（Cucurbit[7]uril，Q[7]）與稀土金屬鹽（Ln(NO3)3）在3~6M鹽酸溶液中形成七元瓜環(huán)-稀土管狀超分子聚合物。按照七元瓜環(huán)，稀土金屬鹽和氯化鋅的配料摩爾比1:(6~8):(2~8)，在3~6摩爾鹽酸中加熱混合均勻，在常溫下靜止數天，即可形成目標化合物。合成方法具有合成方法簡單、操作簡便、產率高(50~70%之間)、周期短等優(yōu)點。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術四氯鋅酸根誘導的七元瓜環(huán)-稀土管狀超分子聚合物及合成方法屬于金屬-有機超分子聚合物及其合成方法領域。具體的說就是四氯鋅酸根誘導的七元瓜環(huán)-稀土管狀超分子聚合物及合成方法。在本專利技術中七元瓜環(huán)與稀土元素形成管狀超分子聚合物。這一結構具有納米管道特征，有可能用于分子篩、分子導線、陰離子吸附及交換等方面的應用。
技術介紹
具有線性管道結構的材料及其合成方法在納米材料、分子篩、離子傳感器等諸多領域 里受到廣泛關注，各國研究者在如碳納米管等有機或無機質地的管道結構研究方面投入了大量工作，取得了一定進展。但到目前為止，人們還不能有效地控制納米管道的結構與尺寸。原則上，有機或無機質地的管道結構均可通過分子的超分子構筑達成。與D，L多肽、短桿菌肽等生物有機基質管道結構構筑的報道相比，無機質地的管道結構，特別是無機金屬離子與有機配體通過配位作用構筑管道結構的報道則相形見拙。究其原因在于構筑金屬離子-有機配體的管道結構要求過程中兩者進行可逆的相互匹配作用，而這種可逆匹配相互作用在合成過程中難于控制，且受到諸多因素的影響，如金屬離子物理化學性質、對陰離子物理化學性質、介質、合成條件等。瓜環(huán)(Cucurbit urils, Q)是一類由η個苷脲單元和2η個亞甲基橋連起來的大環(huán)籠狀化合物。由于瓜環(huán)兩個端口“鑲嵌”著一圈羰基氧原子，具有與金屬離子配位形成配合物的能力，近年來被用作有機配體，在金屬-有機超分子聚合物構筑的研究領域里受到越來越多的關注。基于配位作用的瓜環(huán)-金屬線性管道結構可追溯到1999年，韓國的Kim研究組率先報道了首例六元瓜環(huán)(Q)與堿金屬銣離子直接配位構筑形成的線性管道結構的超分子聚合物，以及隨后在2000年報道的Q與堿金屬鉀離子直接配位構筑形成的線性管道結構的超分子聚合物。之后若干年幾乎沒有相關研究報道，直到2009年廈門大學鄭蘭蓀院士研究組的劉靜欣博士合成了 Q與金屬銅離子直接配位構筑形成的線性管道結構的超分子聚合物。但對于更大的瓜環(huán)，如七元瓜環(huán)(Q )以及八元瓜環(huán)(Q )的線性管道結構超分子聚合物構筑研究至今未見其他研究組的報道。本研究組曾發(fā)現(xiàn)采用氯化鎘(CdCl2)作為誘導試劑，利用其在鹽酸介質中形成的四氯鎘酸根陰離子的“蜂窩效應”，誘導七元瓜環(huán)(Q)與系列稀土金屬離子直接配位，合成了一系列七元瓜環(huán)-稀土金屬管狀超分子聚合物，并為此申請了《氯化鎘誘導的七元瓜環(huán)-稀土金屬線性管狀超分子聚合物及合成方法(申請?zhí)?01110388587. 4》。氯化鎘(CdCl2)雖然能作為誘導試劑，誘導的七元瓜環(huán)-稀土金屬線性管狀超分子聚合物，另外，鎘廣泛應用于電鍍、電池、汽車、航空、顏料、油漆、印刷、塑料工業(yè)等行業(yè)。但鎘的廣泛使用也給生物環(huán)境造成污染。鎘屬中等毒性重金屬，能抑制體內的各種巰基酶系統(tǒng)，使組織代謝發(fā)生障礙，也能損傷局部組織細胞，引起炎癥和水腫。鎘被人體吸收進入血液后，絕大部分首先與血紅蛋白結合而存在于紅細胞中，之后逐漸進入肝、腎等組織，并與組織中的金屬硫蛋白結合。因此，我們在構筑瓜環(huán)-金屬超分子聚合物的研究中，一直在致力于尋找替代氯化鎘的誘導試劑試劑。通常，稀土金屬離子與七元瓜環(huán)(Q)在中性、酸性水溶液不能構筑形成固體超分子聚合物。但當將氯化鋅引入稀土金屬離子與七元瓜環(huán)(Q共存的酸性溶液(HCl)中，由于形成了四氯鋅酸根陰離子，與四氯鎘酸根陰離子相似，其也能起“蜂窩效應”，使稀土金屬離子與七元瓜環(huán)(Q)能迅速直接配位形成管狀結構超分子聚合物。當鹽酸濃度在3 6mol/L時，形成的線狀結構超分子聚合物為管狀結構(參見附圖I)。本專利申請中就是利用四氯鋅酸根陰離子，使七元瓜環(huán)(Q)與系列稀土金屬離子直接配位，合成了一系列七元瓜環(huán)-稀土金屬管狀超分子聚合物。利用具有金屬-瓜環(huán)有機框架結構的聚合物，在吸附分離方面有巨大的應用潛力。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于借助四氯鋅酸根(ZnCl42O誘導作用，設計合成七元瓜環(huán)-稀土管狀超分子聚合物及其合成方法。本專利技術四氯鋅酸根誘導的七元瓜環(huán)-稀土管狀超分子聚合物及合成方法，是在氯 化鋅(ZnCl2)存在下,七元瓜環(huán)(Cucurbit uril, Q)與稀土金屬鹽在鹽酸溶液中在一定條件下合成的七元瓜環(huán)與稀土管狀超分子聚合物。上述所指的稀土金屬鹽為系列稀土金屬的硝酸鹽。上述所指的誘導劑為四氯鋅酸根陰離子。七元瓜環(huán)(Q)的化學式為C42H42N28O14,結構式如下權利要求1.一類四氯鋅酸根誘導的七元瓜環(huán)-稀土管狀超分子聚合物，其特征是以氯化鎘(ZnCl42O為誘導劑,七元瓜環(huán)(Cucurbit uril,Q)與稀土金屬鹽在鹽酸溶液中合成的七元瓜環(huán)-稀土管狀超分子聚合物，該聚合物能吸附易揮發(fā)性物質， 所指的七元瓜環(huán)與系列稀土金屬形成超分子聚合物化學組成通式為{)m] · aZnCl4 · bCl c · H2Oj Ln代表稀土金屬離子，η為稀土金屬離子數量(1〈 η〈2) ;y為稀土金屬離子配位水分子數量(9〈 y <12);m為七元瓜環(huán)的數量(1〈 m <2);a為四氯鋅酸根陰離子數量(1〈 a <3)；b為氯離子數量(0〈 b <4);c為結晶水分子數量(32〈 c〈55)，鹽酸溶液為:T 6摩爾。2.根據權利要求I所述的一類四氯鋅酸根誘導的七元瓜環(huán)-稀土管狀超分子聚合物，其特征是已合成的一類四氯鋅酸根誘導的七元瓜環(huán)-稀土管狀超分子聚合物為 1)ILa2 (H2O)12Q} 2 (ZnCl4) 2C1 31 (H2O) 2){Ce2 (H2O)12Q} 2 (ZnCl4) 2C1 25 (H2O) 3)(Pr2(H2O)12Q } 2 (ZnCl4) 2C1 29 (H2O) 4)(Nd2(H2O)12Q} 2 (ZnCl4) 2C1 25 (H2O) 5)(Sm2(H2O)ltlQ} 2 (ZnCl4) 2C1 24 (H2O) 6)(Eu2(H2O)10Q } 2 (ZnCl4) 2C1 29 (H2O) 7)(Gd2(H2O)10Q} 2 (ZnCl4) 2C1 27 (H2O) 8)ITb2 (H2O)10Q } 2 (ZnCl4) 2C1 27 (H2O) 9)(Dy2(H2O)10Q } ZnCl4 4C1 46 (H2O) 10)IHo2(H2O)ltlQ} ZnCl4 4C1 41 (H2O) 11)(Er2(H2O)10Q } 2 (ZnCl4) 2C1 33 (H2O) 12)ITm2 (H2O)10Q} 2 (ZnCl4) 2C1 27 (H2O) 13)(Yb2(H2O)10Q} 2 (ZnCl4) 2C1 18 (H2O) 14)ILu2 (H2O)10Q} 2 (ZnCl4) 2C1 29 (H2O)。3.如權利要求1-2之一所述的四氯鋅酸根誘導的七元瓜環(huán)-稀土管狀超分子聚合物的合成方法，其特征是合成方法按下列步驟進行 (1)將Q用Iml3 6摩爾鹽酸溶液將其完全溶解，氯化鋅(ZnCl2)和Ln (NO3)3混合與同一容器中用I. 5ml 3 6摩爾鹽酸溶液將該混合物溶解； (2)分別將各自溶液加熱到500C 80。。； (3)趁熱將氯化鋅(ZnCl2)和Ln(NO3)3的混合溶液，在攪拌狀態(tài)下注本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一類四氯鋅酸根誘導的七元瓜環(huán)？稀土管狀超分子聚合物，其特征是以氯化鎘（ZnCl42？）為誘導劑，七元瓜環(huán)（Cucurbit[7]uril，Q[7]）與稀土金屬鹽在鹽酸溶液中合成的七元瓜環(huán)？稀土管狀超分子聚合物，該聚合物能吸附易揮發(fā)性物質，所指的七元瓜環(huán)與系列稀土金屬形成超分子聚合物化學組成通式為：{[Lnn(H2O)y(Q[7])m]·aZnCl4·bCl？c·H2O}Ln代表稀土金屬離子，n為稀土金屬離子數量（1<？n？<2）；y為稀土金屬離子配位水分子數量（9<？y？<12）；m為七元瓜環(huán)的數量（1<？m？<2）；a為四氯鋅酸根陰離子數量（1<？a？<3）；b為氯離子數量（0<？b？<4）；c為結晶水分子數量（32<？c？<55），鹽酸溶液為3~？6摩爾。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：梁利利，陳凱，陶朱，薛賽鳳，祝黔江，
申請(專利權)人：貴州大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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