基于三嗪衍生物的配合物的超分子水凝胶的制备和性能研究

本项目以吡啶取代的三嗪衍生物为结构基元，在三嗪环上引入不同的取代基，研究此类配体在不同金属盐（稀土盐或具有d10电子结构的金属盐）的溶液尤其是水溶液中的凝胶行为，结合单晶衍射分析、紫外-可见、红外、电镜等手段，利用配位化学的知识与手段分析凝胶的形成机理，探讨凝胶行为与所对应配合物的超分子作用之间的联系，充分认识不同取代基的影响规律，以期为研发具有良好发光性能的配合物超分子凝胶因子提供前期基础理论研究。研究超分子凝胶形成前后及凝胶随温度升高发生凝胶-溶胶变化过程中的荧光变化，揭示凝胶形成及被破坏前后物质存在形态的变化与发光性能变化之间的联系。选择具有较好凝胶行为的体系，研究外场条件（温度、光照、搅拌条件及pH值等）对其凝胶性能的影响，并利用不同表征手段如红外、拉曼、电镜等推测凝胶形成及被破坏的化学机理，进一步探讨凝胶形成与超分子作用的关系。

超分子凝胶具有可逆性转换和对外场条件的特殊响应性,因此在控制释放、温和分离、药物输送、智能材料制备、信息储存与感知等方面表现出巨大的应用潜力，尤其是超分子水凝胶由于其介质的无毒无污染及成本低廉等特征更是引起了广泛的兴趣和关注。基于金属配合物的超分子水凝胶，由于金属离子的引入，往往具有卓越的发光、催化、磁性等性能，然而相对来说，基于金属配合物的超分子水溶胶的开发和应用仍然比较缺乏。.在项目的资助下，我们合成了一系列不同取代的三嗪衍生物，探究了它们的配位模式及在各种金属盐溶液中的配位情况；基于羟基取代的三嗪衍生物HOBPT制备了两种基于配合物的超分子水凝胶，研究了其凝胶性能并以超分子水凝胶为媒介得到了三种结构各异的配位化合物，这为我们探究超分子水凝胶的组分和形成机理提供了很大的便利；结合单晶衍射、粉末衍射、红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜等手段探究了超分子水凝胶的组分及形成机理，这使得我们对超分子凝胶有了更深入的了解，为我们进一步设计合成其它类型的超分子水凝胶提供了理论基础；研究了超分子水凝胶对外场条件如温度、pH值等的响应情况，发现该凝胶体系对于温度和pH值都具有可逆的响应，有趣的是，过去报道的超分子凝胶大多是在低温下凝结，随着温度的升高转化为溶液，而我们所得的凝胶则恰好相反，在室温-100℃时凝胶都非常稳定，而在低温下如在4℃时才可以转化为溶胶，这是非常少见的；合成了两类基于三嗪衍生物和稀土离子(Eu3+ 和Tb3+)的互为异构体的荧光配合物，一类是单核的配合物，而另一类是一维链状配位聚合物，其中单核的配合物的发光性能更为优越；有趣的是，当把晶体样品浸入到相应的溶剂或暴露在溶剂氛中时，两类配合物之间可以发生可逆的晶体-晶体转化，其中的一维配位聚合物在溶剂DMF有非常明显的荧光增强现象，而在其它的溶剂如丙酮、乙酸乙酯、乙醇、乙腈、甲醇、THF等中荧光强度则没有明显变化。.项目基本按照计划进行，取得了一些可喜的成果，遗憾的是，未能获得基于稀土离子的发光性能良好的超分子水凝胶。获得资助以来，共发表论文17篇，其中SCI收录15篇。