有机分子诱导合成的五元瓜环-稀土金属超分子聚合物及其合成方法

摘要

本发明是有机分子诱导合成的五元瓜环-稀土金属超分子聚合物及其合成方法，就是在有机分子对苯二酚存在下，五元瓜环(Cucurbit[5]uril，Q[5])与稀土金属盐(Ln(NO3)3或LnCl3)在水溶液中形成五元瓜环-稀土金属聚合物。按照五元瓜环，稀土金属盐和对苯二酚等芳香族化合物的配料摩尔比1∶(6～8)∶(4～6)，加热混合均匀，在常温下静止数天，均可形成目标化合物。方法具有合成方法简单、操作简便、产率高(60～80％之间)、周期短等优点。此方法合成的五元瓜环-稀土金属超分子聚合物中，含轻稀土的超分子聚合物呈一维直链结构，而含重稀土的超分子聚合物呈一维螺旋结构，而含稀土介于两者之间的稀土的聚合物中形成瓜环对结构，而且形成的晶体具有完全不同的机械强度，易于分离。因此本合成方法有望用于重轻稀土元素的分离。

主权项

有机分子诱导合成的五元瓜环‑稀土金属超分子聚合物，其特征是在芳香族诱导剂有机分子对苯二酚或对硝基苯酚有机分子存在下，五元瓜环Q[5]与稀土金属盐在水溶液中按下列步骤进行合成反应：(1)将Q[5]、Ln(NO3)3或LnCl3和芳香族诱导剂对苯二酚或对硝基苯酚按摩尔比1∶6～8∶4～6配料分别称量，用足够量的水将三种物质分别完全溶解；(2)分别将各自的水溶液加热到50℃～80℃；(3)趁热将稀土金属盐溶液，在搅拌状态下注入Q[5]溶液中；(4)在搅拌状态下将芳香族诱导剂溶液迅速加入Q[5]与稀土金属盐的混合溶液中；(5)冷却到常温，静置1～30天，析出晶体；其中Ln代表稀土金属离子，由此合成出五元瓜环‑稀土金属超分子聚合物，其化学组成通式为：{[Lnx(H2O)y(C30H30N20O10)]·a·Ar·b·an·c·H2O}Ln代表稀土金属离子，x为稀土金属离子的数量，1≤x≤3；y为稀土金属离子配位水分子数量，1≤y≤6；(C30H30N20O10)代表所选用的五元瓜环；Ar代表所选用有机客体分子，a为有机客体分子数量，1≤a≤3；an代表所选用阴离子，b为所选用阴离子的数量，1≤b≤3；c为结晶水分子数量，1≤c≤15。