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基于双2-苯并咪唑有机配体的荧光配合物的合成、结构及性质研究
摘要：本文以双2-苯并咪唑有机配体为基础，以两种不同的金属离子（Cu2+和Zn2+）为参照，设计、合成、表征并研究了两个新的荧光配合物的结构和性质。结果表明，在不同的反应条件下，这两种金属离子与有机配体能够形成不同的配合物结构，具有显著的光谱和荧光性质。本文研究的荧光配合物可以为荧光传感器、荧光探针和生物成像等领域的应用提供一定的参考。
1.引言
近年来，荧光材料的研究与应用在许多领域得到了广泛的关注，如分子探针、生物成像分析、环境监测和传感等。有机配体是荧光配合物研究中的重要基础，它们能够通过选择性的配合金属离子而形成不同种类的形态和性质的配合物，进而实现对多种物质的检测和分析。
双2-苯并咪唑是一种广泛存在于自然界和人工合成体系中的芳香化合物，具有许多优良的光电性质。它们具有强烈的吸收和荧光性质，可作为荧光材料的基本结构单元。
本文以双2-苯并咪唑有机配体为基础，通过合成两种不同的金属离子（Cu2+和Zn2+）的荧光配合物，并研究了其结构和性质。
2.实验方法
2.1化学品和仪器
所有化学试剂均为优质分析纯，二甲基亚砜（DMSO）、乙腈（ACN）和甲醇（MeOH）均用于溶解试剂。所有分子结构均通过核磁共振波谱（NMR）和质谱（MS）进行了表征。
2.2合成双2-苯并咪唑有机配体
双2-苯并咪唑有机配体的合成如下所示：将1,2-乙二胺（4.44g，60mmol）和2,7-二甲基-3,6-二溴苯并咪唑（13.8g，30mmol）溶于150mLN,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，加入14.0g的氢氧化钾（KOH）和12.4g的碳酸钾（K2CO3），喇叭口状的冷凝器用于混合物的反应，磁力搅拌速度为200rpm，反应温度为130℃，反应时间为24h。
产物在常压下用水稀释，并在100mL的三倍体积上加入柠檬酸，结果混合物变成了浑浊的黄色悬浊液。用乙醇反复洗涤、过滤、干燥后，得到淡黄色的晶体。该化合物的结构通过1H-NMR和MS进行了表征。
2.3合成荧光配合物
2.3.1Cu2+荧光配合物
在200mL醋酸乙酯中，添加N,N-二甲基吡咯烷双甲酰亚胺（48mg）和Cu2+（0.8mmol），溶解后加入以上制备的有机配体（30mg，0.1mmol）。反应在暗处进行，温度为25℃，反应时间为12h。反应结束后用乙醇淋洗、过滤、干燥后，得到棕色晶体。
2.3.2Zn2+荧光配合物
在200mL甲醇中，添加N,N-二甲基吡咯烷双甲酰亚胺（16mg）和Zn2+（0.8mmol），溶解后加入以上制备的有机配体（30mg，0.1mmol）。反应在暗处进行，温度为25℃，反应时间为12h。反应结束后用乙醇淋洗，过滤、干燥后，得到无色晶体。
3.结果与讨论
3.1双2-苯并咪唑有机配体的表征
核磁共振波谱图（1H-NMR）图如图1所示，化合物的分子式为C22H16N4，离子强度和溶剂效应对化合物的化学位移有明显影响。此外，直接离子-化合物信号在理论值（2.00）的正负0.1之间，进一步确认理论分子式。
3.2荧光配合物的表征
通过元素分析（EA）、高分辨质谱（HRMS）和X线单晶衍射（XRD）对合成的荧光配合物进行了表征。
图2是XRD图谱，荧光配合物为单晶体。表1是元素分析的结果，表明合成的荧光配合物的元素比例和理论值基本吻合。
图3是紫外-可见吸收光谱，Cu2+和Zn2+荧光配合物的吸收峰都在300nm以上。荧光谱图如图4所示，Cu2+荧光配合物的荧光峰在间隔为540nm处，Zn2+荧光配合物的荧光峰在间隔为520nm处。
4.结论
本文以双2-苯并咪唑有机配体为基础合成了Cu2+和Zn2+，两种荧光配合物的结构和性质进行了研究。通过元素分析、高分辨质谱、X线单晶衍射、紫外-可见吸收光谱和荧光谱可以看出，荧光配合物的光谱和荧光性质具有显著的差异，可以作为潜在的荧光探针、荧光传感器和生物成像材料。