CN108440578A - 一种二维Zn功能配合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种二维Zn功能配合物及其制备方法和应用。所述二维Zn功能配合物分子式为：{[Zn2(L)2(2,2'‑bipy)(μ2‑O)(H2O)2]n}，其中L为脱氢的噻吩二酸，2,2'‑bipy为2,2'‑联吡啶。该配合物制备方法：按摩尔比为1:2:1取六水合硝酸锌、噻吩‑2,5‑二羧酸和2,2'‑联吡啶，溶于体积比为1:1的蒸馏水和N,N‑二甲基乙酰胺(DMA)的混合液中；置于85‑95℃的烘箱中反应48‑72小时，自然降温后过滤，将得到的固体用DMA洗涤2‑6次，得到白色晶状固体即可。该配合物修饰电极的制备方法：将该配合物均匀分散在Nafion溶液中，得到稳定悬浊液，修饰于金电极表面，自然晾干，得到修饰电极。该修饰电极可应用于L‑酪氨酸的检测。
Description
技术领域
本发明涉及Zn功能配合物，具体属于一种二维Zn功能配合物及其制备方法，以及该配合物构筑的修饰电极和该电极在L-酪氨酸电化学检测中的应用。
背景技术
氨基酸是构成人体营养所需蛋白质的主要组成物质。其中酪氨酸(Tyrosine,Tyr)是一种含有酚羟基的芳香族α-氨基酸，是人体必需氨基酸和生酮生糖氨基酸。对于酪氨酸的检测和分析一直是饲料、食品、医药，农业和环境监测领域研究的热点。
功能配合物是一类有机配体通过配位键与金属离子或者金属簇形成的有机无机杂化材料。因其具有独特的多孔结构以及多样的配位模式使得该材料在能源、催化、吸附、储能等诸多领域的应用得到广泛的关注。近年来，研究者发现通过在电极表面修饰功能配合物材料可以对多种物质进行电化学检测。2010年，H.Kitagawa课题组将功能配合物[(HOC2H4)2dtoaCu]作为电极修饰材料用于乙醇的电化学催化氧化，取得了良好的效果。2015年，南开大学程鹏课题组以基于噻吩衍生物2,5-二羧酸-3,4-乙撑二氧噻吩为配体制备的Cu-MOFs作为修饰底物，制备了电化学生物传感器，实现了色氨酸和抗坏血酸的同步检测，取得良好的检测效果。鉴于功能配合物在电化学领域具有潜在的应用前景，开发和设计新颖的功能配合物并应用于电化学生物传感器的制备研发，是现今科研工作者研究的热点之一。
发明内容
基于上述背景，本发明的目的在于提供一种二维Zn功能配合物及其制备方法和应用。
本发明提供的一种二维Zn功能配合物，其分子式为：{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}，其中L为脱氢的噻吩二酸，2,2'-bipy为2,2'-联吡啶。本发明提供的一种二维Zn功能配合物的制备方法，包括如下步骤：
按摩尔比为1:2:1取六水合硝酸锌、噻吩-2,5-二羧酸和2,2'-联吡啶，溶于体积比为1:1的蒸馏水和N,N-二甲基乙酰胺(DMA)的混合液中；
置于85-95℃的烘箱中反应48-72小时，自然降温后过滤，将得到的固体用DMA洗涤2-6次，得到白色晶状固体{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}。
{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}修饰电极的制备方法，包括如下步骤：
{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}均匀分散在Nafion溶液中，得到稳定悬浊液，取悬浊液点于金电极表面，自然晾干，得到{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}修饰电极。
{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}修饰电极可以用于L-酪氨酸检测。{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)
(μ2-O)(H2O)2]n}修饰电极对L-酪氨酸的检测方法，步骤为：
以{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}修饰电极作为工作电极，Ag+/AgNO3电极作为参比电极，铂丝电极作为辅助电极，组成三电极***，接入电化学工作站，在DMF-BMIMBF4溶液(pH＝6.8)中对L-酪氨酸进行检测。
所述DMF-BMIMBF4溶液由N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(0.5mol/L)混合制备。由pH酸度计确定该溶液的pH值。
本发明的有益效果：本发明首次制备了功能配合物{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}并对其进行了结构表征，制备了基于这种功能配合物修饰的新型电极，并应用于对L-酪氨酸的检测。该修饰电极对L-酪氨酸有良好的响应。该修饰电极制备简单，价格低廉，检测效果明显。
附图说明
图1为{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}的单晶X-射线衍射解析所得分子结构图。
图2为{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}的粉末X-射线衍射图与单晶模拟数据对比图。
图3为{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}修饰电极检测L-酪氨酸。
具体实施方式
实施例1：二维Zn功能配合物的合成和表征
取0.059g六水合硝酸锌，0.068g噻吩-2,5-二羧酸和0.031g 2,2'-联吡啶，溶于4mL蒸馏水和4mL N,N-二甲基乙酰胺(DMA)混合液中，置于密闭容器中，放入90℃的烘箱中反应48小时，自然降温后过滤，将得到的固体用DMA洗涤2-6次，得到白色晶状固体，即为{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}。
{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}的性质表征：
(1)单晶结构测定
晶体结构晶体结构测定采用Supernova型X-射线单晶衍射仪，使用经过石墨单色化的Mo Kα射线为入射辐射源，以扫描方式收集衍射点，经过最小二乘法修正得到晶胞参数，从差值Fourier电子密度图利用SHELXL-97直接法解得晶体结构，并经Lorentz和极化效应修正。所有的H原子由差值Fourier合成并经理想位置计算确定。晶体测定数据见表1。
表1{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}的晶体学数据
图1为所述化合物{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}的单晶衍射解析所得最小结构单元图，由图可知该化合物分子中含有两个锌离子、两个脱氢配体L-，一个2,2'-联吡啶分子和一个配位水分子，其中两个锌离子通过μ2-O桥联在一起。
(2)粉末X-射线衍射测定
粉末X-射线衍射数据于Rigaku D/Max-2500衍射仪上收集完成，操作电压为40kV，电流为100mA,测试中使用经石墨单色化的铜靶X-射线为入射辐射源。密度数据收集使用2θ/θ扫描模式，于3°到60°范围内进行连续扫描，扫描速度为8°/秒，跨度为0.02°/次。实验数据拟合使用Cerius2程序，单晶结构粉末X-射线衍射谱模拟转化使用软件Mercury 3.9。
图2为所述{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}配合物的粉末X-射线衍射图与根据单晶数据模拟对比图。
实施例2{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}修饰电极的制备
称取0.020g{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}配合物，超声条件下加入0.4mLNafion溶液中，得到白色的悬浊液。取10μL该悬浊液点于干净金电极表面，12小时自然晾干，得到{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}修饰电极。
实施例3{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}修饰电极对L-酪氨酸的检测
本发明所得{{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}修饰电极，用于L-酪氨酸的检测，具体检测方法如下：将制得的{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}修饰电极作为工作电极，Ag+/AgNO3电极作为参比电极，铂丝电极作为辅助电极，组成三电极***，接入电化学工作站，在DMF-BMIMBF4溶液(pH＝6.8)对L-酪氨酸进行检测。该修饰电极对L-酪氨酸有良好的响应，见图3。
Claims (5)
1.一种二维Zn功能配合物，其特征在于，分子式为：{[Zn2(L)2(2,2'-bipy)(μ2-O)(H2O)2]n}，其中L为脱氢的噻吩二酸，2,2'-bipy为2,2'-联吡啶。
2.如权利要求1所述的一种二维Zn功能配合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按摩尔比为1:2:1取六水合硝酸锌、噻吩-2,5-二羧酸和2,2'-联吡啶，溶于体积比为1:1的蒸馏水和N,N-二甲基乙酰胺的混合液中；
置于85-95℃的烘箱中反应48-72小时，自然降温后过滤，将得到的固体用DMA洗涤2-6次，得到白色晶状固体即为二维Zn功能配合物。
3.一种二维Zn功能配合物修饰电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将权利要求1所述的二维Zn功能配合物均匀分散在Nafion溶液中，得到稳定悬浊液，取悬浊液点于金电极表面，自然晾干，得到二维Zn功能配合物修饰电极。
4.如权利要求3所述方法制备的二维Zn功能配合物修饰电极用于L-酪氨酸检测。
5.一种L-酪氨酸的检测方法，步骤为：以权利要求3所述方法制备的二维Zn功能配合物修饰电极作为工作电极，Ag+/AgNO3电极作为参比电极，铂丝电极作为辅助电极，组成三电极***，接入电化学工作站，在DMF-BMIMBF4溶液中对L-酪氨酸进行检测。
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