專利名稱：一種藍(lán)色熒光發(fā)光的鋅金屬配合物的合成與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種藍(lán)色熒光發(fā)光材料四氮唑-5-丁酸鋅金屬配合物(分子式 C5H6N4O2Zn)的合成及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
金屬有機(jī)配合物因其結(jié)構(gòu)的多樣性和可調(diào)性，其價(jià)值和應(yīng)用日益受到廣泛關(guān)注， 在發(fā)光材料、磁性材料、催化材料、磁光存儲(chǔ)材料、儲(chǔ)氫材料等功能材料方面發(fā)揮重要作用， 可開發(fā)作為新型功能材料。目前，科學(xué)家們對(duì)金屬配合物的發(fā)光性質(zhì)的研究較為深入。物 質(zhì)分子、原子吸收光輻射被激發(fā)，再發(fā)射出與吸收波長(zhǎng)相同或更長(zhǎng)的光，稱為光致發(fā)光，最 常見的為熒光和磷光，相對(duì)而言，熒光發(fā)射的研究更為深入，應(yīng)用更為廣泛。對(duì)于具有潛在 光致發(fā)光能力的金屬配合物來說，通過光輻射后，首先是配合物的某一基團(tuán)吸收能量后形 成激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)可以直接回到基態(tài)或者通過系間跨越、振動(dòng)馳豫等再回到基態(tài)從而發(fā)光， 也可以傳遞到另一個(gè)發(fā)光中心，形成激發(fā)態(tài)，然后通過輻射發(fā)光回到基態(tài)從而發(fā)光。金屬有 機(jī)配合物的熒光發(fā)光性質(zhì)，包括熒光發(fā)光的發(fā)射強(qiáng)度(熒光量子產(chǎn)率)和發(fā)射波長(zhǎng)等，不僅 和中心金屬離子有關(guān)，很大程度上與有機(jī)配體的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。不同有機(jī)配體與相同的金 屬離子配位，可能會(huì)發(fā)出不同波長(zhǎng)和不同強(qiáng)度的熒光。因此對(duì)具有熒光發(fā)射能力的金屬有 機(jī)配合物的分子設(shè)計(jì)和合成以及對(duì)其結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的研究，一直是一個(gè)備受關(guān)注的科學(xué) 問題，具有重要的科學(xué)意義和廣闊的應(yīng)用前景。一種具有強(qiáng)發(fā)光能力的化合物，其分子結(jié)構(gòu)通常應(yīng)具有分子內(nèi)共軛的平面結(jié)構(gòu)以 及在分子兩端引入推-拉電子基團(tuán)，以增強(qiáng)分子內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移能力。四氮唑-5-丁酸及其 金屬配合物因其自身特性而有可能作為熒光發(fā)光材料(1)存在四氮唑五元環(huán)電子共軛體 系和強(qiáng)的η-η*吸收躍遷，具備了發(fā)射較強(qiáng)熒光的可能；(2)存在羧基拉電子基團(tuán)，有利于 分子內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移；(3)羧基和四氮唑五元有較強(qiáng)的且豐富多樣的配位能力，可以和金屬 離子形成不同維數(shù)的結(jié)構(gòu)新穎的金屬配合物，從而調(diào)控化合物的發(fā)光。目前國內(nèi)外有關(guān)四 氮唑基羧酸及其金屬配合物的發(fā)光性質(zhì)的報(bào)道極少，因此對(duì)此類化合物的合成、結(jié)構(gòu)和發(fā) 光性質(zhì)的研究，有利于設(shè)計(jì)和合成具有高熒光量子產(chǎn)率的發(fā)光化合物，拓寬發(fā)光材料的篩 選范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于合成一種藍(lán)色熒光發(fā)光材料四氮唑-5- 丁酸鋅金屬配合物 (分子式=C5H6N4O2Zn)，其技術(shù)方案如下我們選擇氯化鋅(ZnCl2)，2-丙氰基-丙二酸二乙酯(NCCH2CH2CH(COOC2H5)2I，疊 氮鈉(NaN3)和氯化錳(MnCl2)作為原料，其摩爾比為1:1:2: 1，并加入一定量的氫 氧化鈉(NaOH)，采用水作為溶劑，在水熱反應(yīng)條件下，NCCH2CH2CH(COOC2H5)2脫去一個(gè)酯基， 其另一酯基發(fā)生了原位水解反應(yīng)，且氰基與疊氮離子發(fā)生成環(huán)加成反應(yīng)，從而生長(zhǎng)出四氮 唑-5- 丁酸鋅金屬配合物的單晶。熒光光譜測(cè)試表明，該配合物在412nm附近發(fā)出較強(qiáng)的藍(lán)色熒光。我們測(cè)得該配合物的晶體結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)，鋅離子通過四氮唑-5- 丁酸配體的四 氮唑環(huán)和羧基連成一個(gè)復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)參數(shù)如下分子式為C5H6N4O2Zn,空間群為 Pcd1 (No. 29)，單胞參數(shù)為 a = 15.882 (3) Kb = 4. 767(1) k,c = 9.996(2) Α, α = β = γ = 90 °，ζ = 4，單胞體積 ν =756.8(3) A30本發(fā)明提供的四氮唑-5- 丁酸鋅金屬配合物是在水熱條件下采取原位合成反應(yīng) 得到的。該配合物可能成為一種新的熒光發(fā)光材料，并可用于制作熒光發(fā)光器件。
具體實(shí)施例方式1、化合物的制備稱取ZnCl2 (0. 3mmol)，NCCH2CH2CH (COOC2H5) 2 (0. 3mmol)，NaN3 (0. 6mmol)和 MnCl2 (0. 3mmol)，并加入一定量NaOH (0. 7-0. 9mmol)，加入5mL的蒸餾水，裝入密閉的25mL 的反應(yīng)釜中，升溫至140-160°C，恒溫50-70小時(shí)，隨后降溫至室溫，便可得到晶體。經(jīng)X射 線單晶衍射分析，確定該晶體為C5H6N4O2Zru2、熒光測(cè)試將制備的晶體研磨均勻得到固體粉末，在Edinburgh EI920熒光光譜儀上進(jìn)行熒 光發(fā)光性能測(cè)試，結(jié)果顯示，在412nm附近發(fā)出較強(qiáng)的藍(lán)色熒光。
權(quán)利要求
一種藍(lán)色熒光發(fā)光材料鋅金屬配合物，其特征在于該配合物分子式為C5H6N4O2Zn，空間群為Pca21(No.29)，單胞參數(shù)為α＝β＝γ＝90°，Z＝4，單胞體積F2009101124208C0000011.tif,F2009101124208C0000012.tif,F2009101124208C0000013.tif,F2009101124208C0000014.tif,F2009101124208C0000015.tif
2.—種權(quán)利要求1的藍(lán)色熒光發(fā)光材料鋅金屬配合物制備方法，其特征在于在水熱 條件下通過原位合成的方法制得。
3.如權(quán)利要求2所述的藍(lán)光熒光發(fā)光材料鋅金屬配合物的制備方法，其特征在于反 應(yīng)物 ZnCl2, NCCH2CH2CH (COOC2H5)2,NaN3 和 MnCl2 的摩爾比為 1 1 2 1，并加入一定量 的NaOH，采用水作為溶劑，水熱反應(yīng)升溫至140-160°C，恒溫50-70小時(shí)，隨后降溫至室溫。
4.一種權(quán)利要求1的藍(lán)色熒光發(fā)光材料鋅金屬配合物的用途，其特征在于該配合物 用于制作熒光發(fā)光材料和器件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種藍(lán)色熒光發(fā)光材料四氮唑-5-丁酸鋅金屬配合物的合成及應(yīng)用。采用原位水熱合成方法，反應(yīng)物ZnCl2，NCCH2CH2CH(COOC2H5)2，NaN3和MnCl2的摩爾比為1∶1∶2∶1，并加入一定量的NaOH，采用水作為溶劑，水熱反應(yīng)升溫至140-160℃，恒溫50-70小時(shí)，然后降至室溫，即可制得四氮唑-5-丁酸鋅金屬配合物。四氮唑-5-丁酸鋅金屬配合物在412nm附近發(fā)出較強(qiáng)的藍(lán)色熒光，可能成為一種新的熒光發(fā)光材料，并可用于制作熒光發(fā)光器件。
文檔編號(hào)C07D257/04GK101993421SQ200910112420
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者劉廣寧, 劉志發(fā), 吳美鳳, 姜小明, 鄭發(fā)鯤, 郭國聰, 陳鳳 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所