碘离子、温度对均苯三甲酸的金属-有机超分子合成的影响

张小平

（陕西铁路工程职业技术学院道桥工程系，陕西渭南 714000）

碘离子、温度对均苯三甲酸的金属-有机超分子合成的影响

张小平

（陕西铁路工程职业技术学院道桥工程系，陕西渭南 714000）

由于功能超分子多样的性能，得到了越来越多化学家的广泛关注。在溶剂热的条件下，探讨了在对均苯三甲酸的金属-有机超分子合成过程中，碘离子、温度晶体生长的影响。

晶体生长；碘离子；温度；功能超分子

最近几年，功能超分子的设计和合成受到了越来越多化学家的广泛关注，主要是由于其新颖的结构和多样的性能。目前，大多数已合成的功能超分子应用在催化、磁性、生物活性、功能材料、气体吸附、主客体、医药等领域。

多维的均苯三甲酸的金属-有机超分子可以作为多孔渗水材料，其显著特点是孔径比较大、高金属容量和高微孔量。由Schlichte等合成的Cu3（BTC）2（H2O）3·xH2O配合物和Gao Chao Ying等人合成的一种对氮气吸附的微孔金属有机框架化合物就是很好的多孔渗水材料，他们都是先通过苯三羧酸配体与金属离子合成二维的柱层状网络结构，紧接着与含氮配体构成三维的拓扑结构。这种合成策略叫做“Pillaring”，能够很好地预防金属有机框架的坍塌。本论文中功能超分子的合成就是采取此策略，其热稳定性较好。通过查阅大量文献，发现温度、浓度、有机配体、金属离子、溶剂、物质的量、pH值等影响功能超分子的合成。然而，迄今为止，碘离子对功能超分子合成影响的报道很少，所以本论文重点研究基于均苯三甲酸的金属-有机超分子的合成过程中碘离子对晶体大小的影响。

1 均苯三甲酸的金属-有机超分子的合成条件研究

在溶剂热的条件下，使用均苯三甲酸、刚性联吡啶1，4-bis[2-（4-pyridyl）ethenyl]benzene（简写为BPEB）和金属钴离子合成功能超分子，通过改变温度和是否加入碘离子的方法，探讨晶体生长过程中温度、碘离子的影响，最后希望能够找到一种最适合均苯三甲酸的金属-有机超分子的合成方法与条件，以便后期对均苯三甲酸的金属-有机超分子的功能性深入研究。

1.1 温度对晶体的影响

在电子天平上称量均苯三甲酸（H3BTC）0.1mmol，BPEB（0.1mmol），CoSO4·7H2O 0.1mmol，装入50mL的玻璃小瓶中，然后各加入5mL的N，N-二甲基甲酰胺和水及20 μL硝酸溶液在磁力搅拌器上搅拌0.5 h。最后将玻璃瓶里的溶剂转入23mL内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，在60～100℃的烘箱中反应3d。详见表1。

从表1可以看出：晶体的生长和溶液的饱和度有关系，一般情况下溶液挥发由不饱和变为饱和，再挥发失掉溶剂的话就会析出晶体。而饱和度又和温度密切相关，温度升高在一定程度上可以加速晶体的生长，但是温度过高晶体不易生长。综上所述，在溶剂热的条件下，配体H3BTC、BPEB及金属盐硫酸钴反应的最佳温度是80℃。

表1 温度对均苯三甲酸的金属-有机超分子的合成影响

1.2 碘离子对晶体的影响

在电子天平上，准确称量H3BTC 0.1mmol（0.021 0 g），BPEB 0.1mmol（0.028 3 g），CoSO4.7H2O 0.1mmol（0.028 1 g），KI 0.1mmol（0.024 9 g），装入50mL的玻璃小瓶中，然后各加入5mL的NN，N-二甲基甲酰胺和水及20μL硝酸溶液在磁力搅拌器上搅拌0.5h。最后将玻璃瓶里的溶剂转入23mL内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，在80℃的烘箱中反应3d。详见表2。

表2 碘离子对均苯三甲酸的金属-有机超分子的合成影响

从表2可以看出：在溶剂热的条件下，配体H3BTC、bpeb及金属盐硫酸钴反应生成均苯三甲酸的金属-有机超分子的过程中，当加入KI会使得晶体变得比之前大而多，提高了晶体的质量。

2 结束语

本论文探讨了碘离子、温度在均苯三甲酸的金属-有机超分子的溶剂热合成过程中的影响，溶剂热法最佳的反应温度应为80℃，随着温度的升高，容易生成晶体，但随着温度进一步的升高，晶体反而不易生长。在上一步反应的条件基础上，当加入KI，晶体成核速度变慢，则形成的晶核数目少，最终易形成较大块晶体，提高了晶体的质量。

[1] Allendorf.M.D，BauerC.A，Bhakta.R.K，T.Chem.Soc.Rev.，38（2009）1330-1352.

[2] 王可答，刘利军，唐黎明.基于均苯三甲酸与4-羟基吡啶的超分子水凝胶[J].化学学报，2009，67（14）：1659-1662.

[3] 王磊.金属镍-有机配位聚合物的合成、结构表征及性质研究[D].北京：北京化工大学，2010.

Effects of Iodide and Temperature on the Synthesis of Metallic-Organic Suprames of Trimesic

Zhang Xiao-Pin

Due to the variety of functional supramolecular performance，more and more chemists have been widely concerned. Under the condition of solvent heat，the effects of iodide ion and temperature on the crystal growth of metal-organic supramolecular synthesis of pyromellitic acid were discussed.

crystal growth；iodide ion；temperature；functional supermolecule

O611.2

A

1003-6490（2017）01-0052-01

2017-01-06

陕西铁路工程职业技术学院科学研究基金项目（KY2015-30）。

张小平（1989—），女，甘肃庄浪人，助教，主要从事化学教育工作。