[0021] 以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
[0022] 本发明提供了一种用于检测罗丹明B的金属有机框架化合物的制备方法,该制备方法为:在水、硝酸与有机溶剂的存在下,将钇盐与如式(I)所示结构的有机配体BDPO进行配位反应以制得金属有机框架化合物,
[0023]
[0024] 在本发明提供的金属有机框架化合物的制备方法中,各物料的用量可以在宽的范围内选择,但是为了提高产率,优选地,相对于0.1mmol的钇盐,有机配体BDPO的用量为0.01-0.03mmol,有机溶剂的用量为1-3ml,水的用量为0.2-0.5ml,硝酸的用量为30-50μL。
[0025] 在本发明提供的金属有机框架化合物的制备方法中,配位反应的条件可以在宽的范围内选择,但是为了提高产率以及反应效率,优选地,配位反应至少满足以下条件:反应温度为70-90℃,反应时间为40-55h。
[0026] 在本发明提供的金属有机框架化合物的制备方法中,有机溶剂以及钇盐的种类可以在宽的范围内选择,但是为了提高产率以及反应效率同时从成本上考虑,优选地,有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N,N-二乙基甲酰胺中的一种或多种,钇盐为六水合硝酸钇。
[0027] 在本发明提供的金属有机框架化合物的制备方法中,物料的添加顺序可以在宽的范围内选择,但是为了提高产率以及反应效率,优选地,制备方法的填料顺序为:先将有机溶剂、钇盐与有机配体BDPO混合,然后再加入水与硝酸。
[0028] 本发明也提供了一种用于检测罗丹明B的金属有机框架化合物,该金属有机框架化合物通过上述的方法制备而成。
[0029] 本发明还提供了一种上述的金属有机框架化合物在检测罗丹明B中的应用。
[0030] 本发明进一步提供了一种有机配体BDPO,该有机配体BDPO的结构如式(I)所示,[0031]
[0032] 本发明还进一步提供了一种上述的有机配体BDPO的制备方法,该制备方法为:在有机溶剂的存在下,将对苯二甲酰氯与5-氨基间苯二酸进行接触反应以制得有机配体BDPO。
[0033] 在本发明提供的有机配体BDPO的制备方法中,各物料的用量可以在宽的范围内选择,但是为了提高产率,优选地,相对于1mmol的对苯二甲酰氯,5-氨基间苯二酸的用量为2-3mmol,有机溶剂的用量为30-35ml。
[0034] 在本发明提供的有机配体BDPO的制备方法中,接触反应的条件可以在宽的范围内选择,但是为了提高产率,优选地,接触反应在冰浴条件下进行20-30h。
[0035] 在本发明提供的有机配体BDPO的制备方法中,有机溶剂的种类可以在宽的范围内选择,但是从成本上考虑,优选地,有机溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二乙基甲酰胺中的一种或多种。
[0036] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中,对苯二甲酰氯为北京百灵威公司的市售品,5-氨基间苯二酸为日本东京仁成工业株式会社的市售品,六水合硝酸钇为国药公司的市售品。
[0037] 制备例1
[0038] 将对苯二甲酰氯(1mmol)和5-氨基间苯二酸(2.2mmol)在N,N-二甲基乙酰胺(30-35ml)混合并在冰浴条件下反应24h制得有机配体BDPO。
[0039] 通过瑞士Bruker公司的牌号为AV300型(AVANCE系统)的核磁共振仪对上述有机配体BDPO进行检测,该有机配体BDPO核磁氢谱检测参数为:1H NMR(DMSO-d6,δppm):13.363(broad peak,COOH),10.972(s,3H,CONH),8.855(s,3H,ArH),8.745(s,6H,ArH),8.269(s,3H,ArH);MP:>300℃.
[0040] 实施例1
[0041] 将上述有机配体BDPO(0.02mmol,10.0mg)与Y(NO3)3·6H2O(0.1mmol,38.3mg)溶于N,N-二甲基甲酰胺(2.0ml)中,再加入蒸馏水(0.3ml)和硝酸(40μl),接着将配好的混合物密封入小玻璃瓶内,在恒温80℃的环境下反应48h后,收集得到的无色晶体,并用N,N-二甲基甲酰胺洗涤多次,得到金属有机框架化合物0.012g。
[0042] 对该金属有机框架化合物进行检测,元素分析(C,H和N)是在Perkin-Elmer 240元素分析仪中完成的。IR光谱是用KBr压片在4000-400cm-1范围内获得并记录在VECTOR 22光谱仪上。1H核磁共振波谱在环境温度下被记录在有四甲基硅烷作为内标准的Bruker DRX–500光谱仪中。热重分析(TGA)是在氮气氛围(100ml/min)中使用2960SDT热重分析仪进行,加热速率为5℃/min。粉末X射线衍射(PXRD)的数据是由Bruker axs D8Advance X射线衍射仪在2θ范围5-30°条件下使用铜靶Kα辐射( ),于室温下以0.02秒每度的扫描速度收集到的。
[0043] Y(NO3)3·6H2O和配体的溶剂热反应在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中进行,并加入去离子水和硝酸,得到了属于中心对称的单斜晶系空间群为C2/c的无色块状晶体[Y2(L)1.5(DMF)2]·2DMF(1)。如图1-3中所示(在图1和2中,中心原子为Y,较大的椭球标记原子为O,较小的椭球标记原子为C;在图3中,中心原子为Y,最大的椭球标记原子为C,较大的椭球标记原子为O,最小椭球标记原子为N),图1的是一种基于4-和5-连接的Y节点和6-连接的配体构成的三维的配位聚合物结构。图1的不对称单元显示为该金属有机骨架化合物结构中Y(III):L的化学计量比为2:1.5。图1的X射线单晶衍射揭示了每个Y(III)中心皆是八配位的,其中有六个氧原子来自于不同的配体,另两个氧原子来自于DMF。羧基中的氧原子以螯合和桥连两种不同构型与Y(III)配位。
[0044] 在图1的结构中,双核Y(III)是由氧原子桥连相连接,而两个双核金属簇是由配体中的间苯二甲酸连接。一维链是由金属簇和间苯二甲酸构成。这些一维链和两种不同构型的配体共同形成2D通道,如图4所示。
[0045] 为了合成三维骨架结构,配体扭转成为十字构型。我们可以从图5中看到,配体有两类构型,一种为平面构型而另一种为十字构型,这归功于配体的灵活性。显然,在配体的一边有两个羧基配位的Y(III)形成了一个二维平面,同时另一边有两个羧基配位的Y(III)作为一个柱状结构连接着两个平面。最终,整个骨架由结构中含有DMF溶剂的二维通道构成。
[0046] 为了便于理解,我们将配体简化为一种6-连接的节点,而Y(III)简化为4-,5-连接的节点,由此其拓扑结构可以描述为一个(4,5,6,6)-连接的网状物,其化学计量学比为(4-c)2(5-c)2(6-c)3。使用TOPOS程序计算得到1的拓扑框架点 符号为(45.68.82)35 8 2
(4 .6)2(4 .6)2。
[0047] 实施例2
[0048] 按照实施例1的方法进行制得金属有机框架化合物0.006g,不同的是有机配体BDPO的用量为0.01mmol。
[0049] 实施例3
[0050] 按照实施例1的方法进行制得金属有机框架化合物0.017g,不同的是有机配体BDPO的用量为0.03mmol。
[0051] 实施例4
[0052] 按照实施例1的方法进行制得金属有机框架化合物0.010g,不同的是硝酸的用量为30μl。
[0053] 实施例5
[0054] 按照实施例1的方法进行制得金属有机框架化合物0.009g,不同的是硝酸的用量为50μl。
[0055] 实施例6
[0056] 按照实施例1的方法进行制得金属有机框架化合物0.009g,不同的是反应温度为70℃。
[0057] 实施例7
[0058] 按照实施例1的方法进行制得金属有机框架化合物0.010g,不同的是反应温度为90℃。
[0059] 实施例8
[0060] 按照实施例1的方法进行制得金属有机框架化合物0.011g,不同的是水的用量为0.2ml。
[0061] 实施例9
[0062] 按照实施例1的方法进行制得金属有机框架化合物0.009g,不同的是水的用量为0.5ml。
[0063] 应用例1
[0064] 将上述制得的金属有机框架化合物晶体(20mg)转移至含有罗丹明B的N,N-二甲基甲酰胺水溶液(罗丹明B的浓度为2×10-12mol/L)中,采用日本岛津公司牌号U-4100的紫外-可见近红外分光光度计进行检测,检测结果见图5(其中,RB指的是罗丹明B溶液的紫外-可见吸收光谱,基线代表的是水的紫外-可见吸收光谱,RB+Y-BDPO指的是罗丹明B溶液与金属有机框架化合物混合后的体系的紫外-可见吸收光谱),由图5可知,本发明提供的金属有机框架化合物对罗丹明B的检测具有优异的灵敏度。
[0065] 以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0066] 另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0067] 此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。