紫外可调控的金属有机框架的构建与探究文献综述
2020-04-15 17:06:43
目的:金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks,简称MOFs),是由有机配体和金属离子或团簇通过配位键自组装形成的具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料。其主要特点为多孔性及大的比表面积(催化作用、吸附能力}、结构与功能多样性(金属与有机配体的多样性)以及不饱和的金属位点。本实验通过合成含有-N=N-的配体,与金属离子配位形成MOFs。利用-N=N-对光敏感性,从而使整个MOFs具有光敏感性。再对合成的MOFs进行表征及探究。
意义:近几年,国内外已经制备了不同类型的MOFs材料,并在氢气存储、气体吸附与分离、传感器、药物缓释、催化反应等领域都有重要的应用。随着MOFs材料种类的日益增多以及复合MOFs材料的逐渐兴起,MOFs材料将有不可估量的应用前景。(1)在气体吸附与分离方面,合成具有更高吸附性能的MOFs材料用于氢气储存、有毒有害气体吸附与分离,可解决一部分人们面临的日益严重的环境问题。(2)在催化应用方面,利用不同金属混合构建具有高效催化功能的复合MOFs材料将进一步提高催化效率。(3)在分离领域,制备具有磁性的复合MOFs材料可用于有毒有害物质、重金属的吸附与分离以及复杂体系中目标蛋白质的提取与分离。(4)在生物医学领域,由于其可控的孔径大小、功能基团以及良好的生物兼容性,制备纳米级的MOFs材料用于活细胞中药物缓释与代谢、生命体活动的实时监测等,对人们了解生物体内重要的生命活动(如蛋白质的功能、蛋白质间的相互作用)、调控蛋白质的激活机制以及重大疾病相关的蛋白质调控通路等具有重大的生物学意义。因此,开发具有功能多样性的MOFs以及复合MOFs材料,并应用于不同领域,将极大地促进学科间的相互发展。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}基本内容:通过合成含有偶氮的配体,与金属配位形成MOFs,并通过MOFs装载药品,在紫外的照射下使其获得释放,测定释放含量。
目标:合成偶氮配体,构建MOFs,并使其在紫外照射下能够控制释放。
技术方案:
(1)偶氮合成:-NH2 -N=O → -N=N-
将对硝基甲苯和二甲基2’-氨基-1,1’:4,1’’-三苯基-4:4’’-二羧酸盐在醋酸中搅拌,50℃下在N2条件下加热3天。反应混合物冷却到室温,然后用饱和NaHCO3溶液中和。然后用乙酸乙酯提取,用盐水洗干净,用NaSO4干燥。得到产物经过柱层析。
(2)MOFs的合成:挥发法:将金属离子,配体和乙酸溶于含DMF的20ml瓶中,将混合物放置在100℃预热烘箱中72h。获得适合单晶衍射的八面体单晶体。晶体用DMF清洗两天,以除去任何未反应的原料。在此之后,样品和H2O进行多次交换,然后在装载前保存在水中。此外未用于装载货物的样品在无水CH2Cl2浸泡3天,以取代和除去DMF。
(3)RHB加载的β-CD封装的MOF的合成:将MOF样品在RhB 15mg/ml的15ml水中,在黑暗浸泡12h,倾析溶液后,用一些水和饱和的β-CD溶液洗涤样品,然后再饱和β-CD浸泡3h。RhB负载β-CD封装的MOF是通过离心从溶液中分离开,然后用水洗,保存在水中,进行指令释放研究。
3. 参考文献
[1] Li Y, Tang J, He L, et al. Core–Shell Upconversion Nanoparticle@ Metal–Organic Framework Nanoprobes for Luminescent/Magnetic Dual‐Mode Targeted Imaging[J]. Advanced Materials, 2015, 27(27): 4075-4080.