一种苯并恶唑连接的共价有机框架材料及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种苯并恶唑连接的共价有机框架材料及其合成方法。本发明专利技术的苯并恶唑连接的共价有机框架材料的合成方法包括如下步骤：将2,4,6‑三(4‑甲酰基苯基)‑1,3,5‑三嗪或1,3,6,8‑四(4‑甲酰基苯基)芘与2,5‑二羟基‑1,4‑对苯二胺盐酸盐在有机溶剂中混合均匀后，在弱碱性催化剂的催化下反应得到共价有机框架材料。本发明专利技术制得的苯并恶唑连接的共价有机框架材料具有较大的比表面积以及规则的孔道结构，并且稳定性好。

A covalent organic frame material linked by benzoxazole and its synthesis method

【技术实现步骤摘要】
一种苯并恶唑连接的共价有机框架材料及其合成方法
本专利技术涉及有机合成及功能材料领域，具体涉及一种苯并恶唑连接的共价有机框架材料及其合成方法。
技术介绍
材料改变世界，现代社会发展过程中，材料是不可或缺的组成。在各个方面都有广泛的应用，尤其是孔材料，因其良好的性质，决定其有非常重要的应用。在应用过程中，材料的稳定性至关重要，直接影响着材料的发展前景，也会制约着其发展。针对这样的情况，开发稳定性的材料有重大意义。共价有机框架材料是一种新兴的类分子筛材料，在近年来引起了广泛的关注，目前在气体吸附/分离/储存，药物缓释，光电(器件)，催化等领域已有初步的应用。共价有机框架材料的合成前体多样，可以通过改变前体来调控其结构和性能；同时它具有大的比表面积和有序的孔道，便于反应原料和产物的传输；但是共价有机框架材料稳定性制约着其应用。所以合成稳定性的共价有机框架材料非常重要，能够实现共价有机框架材料的真正作用。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种苯并恶唑连接的共价有机框架材料及其合成方法，本专利技术的苯并恶唑连接的共价有机框架材料具有较大的比表面积以及规则的孔道结构，并且稳定性好。具体地，本专利技术提供一种苯并恶唑连接的共价有机框架材料的合成方法其包括如下步骤：将2,4,6-三(4-甲酰基苯基)-1,3,5-三嗪或1,3,6,8-四(4-甲酰基苯基)芘与2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐在有机溶剂中混合均匀后，在弱碱性催化剂的催化下反应得到共价有机框架材料。例如，将2,4,6-三(4-甲酰基苯基)-1,3,5-三嗪和2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐在有机溶剂中混合均匀后，在弱碱性催化剂的催化下反应得到共价有机框架材料A。将1,3,6,8-四(4-甲酰基苯基)芘和2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐在有机溶剂中混合均匀后，在弱碱性催化剂的催化下反应得到共价有机框架材料B。其中，所述2,4,6-三(4-甲酰基苯基)-1,3,5-三嗪或1,3,6,8-四(4-甲酰基苯基)芘与2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐的摩尔比为1:(1-2)。另外，所述摩尔比优选为1:1.5。2,4,6-三(4-甲酰基苯基)-1,3,5-三嗪与2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐的总浓度、或者1,3,6,8-四(4-甲酰基苯基)芘与2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐的总浓度为1-100g/L。此外，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮与均三甲苯的混合物、或者1,3-二甲基咪唑啉酮与均三甲苯的混合物。此外，所述弱碱性催化剂为苯并咪唑、咪唑、喹啉或异喹啉中的一种。此外，所述弱碱性催化剂的用量为2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐摩尔用量的0.8-40倍。此外，所述反应在150-250℃下进行。此外，本专利技术的合成方法，优选所述反应在密封的反应器中发生，反应时间为五天，离心后干燥即可得到苯并恶唑连接的共价有机框架材料。本专利技术还提供一种如上所述的合成方法制得的苯并恶唑连接的共价有机框架材料。本专利技术的苯并恶唑连接的共价有机框架材料具有长程有序的结构和规则的孔道。本专利技术的苯并恶唑连接的共价有机框架材料是采用了恶唑环连接的方式合成的新的材料，能够充分保持材料在不同的溶剂环境中的稳定性，使材料保持原有性质不发生改变，尤其在强酸和强碱中浸泡三天，材料的晶型和有序孔道都能够保持不变，并且材料不会发生分解。附图说明图1为实施例1中产物的X射线衍射图谱。图2为LZU-191的固体核磁谱图。图3为LZU-191的红外谱图。图4为LZU-191的氮气吸脱附曲线以及孔径分布曲线。图5为LZUI-191的热重曲线。图6为实施例2产物的X射线衍射图谱。图7为LZU-192的固体核磁谱图。图8为LZU-192的红外谱图。图9为LZU-192的氮气吸脱附曲线以及孔径分布曲线。图10为LZU-192的热重曲线。图11为材料LZU-191分别经过沸水、三氟乙酸、9M盐酸溶液和9M氢氧化钠溶液处理之后的粉末X射线衍射图谱。图12为材料LZU-192分别经过沸水、三氟乙酸、9M盐酸溶液和9M氢氧化钠溶液处理之后的粉末X射线衍射图谱。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的优选条件给予进一步说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如无特别说明，将2,4,6-三(4-甲酰基苯基)-1,3,5-三嗪和2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐在有机溶剂中混合均匀后，在弱碱性催化剂的催化下反应得到共价有机框架材料A命为：LZU-191。将1,3,6,8-四(4-甲酰基苯基)芘和2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐在有机溶剂中混合均匀后，在弱碱性催化剂的催化下反应得到共价有机框架材料B命为：LZU-192。实施例1：苯并恶唑连接的共价有机框架材料LZU-191的合成将26.1mg2,4,6-三(4-甲酰基苯基)-1,3,5-三嗪以及21.3mg2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐加入到10mL安剖瓶中。然后加入35.4mg苯并咪唑，摇匀后加入0.5mLN-甲基吡咯烷酮以及0.5mL均三甲苯。将安剖瓶置于液氮中，待溶液凝固后抽气到0mbar，然后将安剖瓶密封。将其置于烘箱中，于180℃反应五天。反应结束后，在安剖瓶底部有固体产生，将固体转移至离心管中，用丙酮，四氢呋喃分别离心洗涤3次。将固体于100℃下烘干，得到棕色固体粉末LZU-19128.5mg,收率78％。图1为实施例1中产物的X射线衍射图谱，其中图1a对应于LZU-191,图1b对应于2,4,6-三(4-甲酰基苯基)-1,3,5-三嗪，图1c对应于2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐。通过对比LZU-191和原料的粉末X射线衍射图谱，可以确定本专利技术成功的合成了一种新的晶型材料。图2为LZU-191的固体核磁谱图。图3为LZU-191的红外谱图，其中图3a对应于2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐，图3b对应于2,4,6-三(4-甲酰基苯基)-1,3,5-三嗪，图3c对应于LZU-191。图4为LZU-191的氮气吸脱附曲线以及孔径分布曲线，该数据表明该材料具有较大的比表面积和规则的孔道结构。图5为LZUI-191的热重曲线。实施例2：苯并恶唑连接的稳定性共价有机框架材料LZU-192的合成按照实施例1的方法合成和表征。30.9mg1,3,6,8-四(4-甲酰基苯基)芘和21.3mg2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐，得到黄色固体粉末LZU-19233.4mg,收率81％。图6为实施例2产物的X射线衍射图谱，其中图6a对应于LZU-192,图6b对应于1,3,6,8-四(4-甲酰基苯基)芘，图6c对应于2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐。通过对比LZU-192和原料的粉末X射线衍射图谱，可以确定本专利技术成功的合成了一种新的晶型材料。图7为LZU-192的固体核磁谱图。图8为LZU-192的红外谱图，其中图8a对应于2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐，图8b对应于1,3,6,8-四(4-甲酰基苯基)芘，图8c对应于LZU-192。图9为LZU-192的氮气吸脱附曲线以及孔径分布曲线，该数据表明该材料具有较大的比表面积和规则的孔道结构。图10为LZU-192的热重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种苯并恶唑连接的共价有机框架材料的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：将2,4,6‑三(4‑甲酰基苯基)‑1,3,5‑三嗪或1,3,6,8‑四(4‑甲酰基苯基)芘与2,5‑二羟基‑1,4‑对苯二胺盐酸盐在有机溶剂中混合均匀后，在弱碱性催化剂的催化下反应得到共价有机框架材料。

【技术特征摘要】
1.一种苯并恶唑连接的共价有机框架材料的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：将2,4,6-三(4-甲酰基苯基)-1,3,5-三嗪或1,3,6,8-四(4-甲酰基苯基)芘与2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐在有机溶剂中混合均匀后，在弱碱性催化剂的催化下反应得到共价有机框架材料。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述2,4,6-三(4-甲酰基苯基)-1,3,5-三嗪或1,3,6,8-四(4-甲酰基苯基)芘与2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐的摩尔比为1:(1-2)。3.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，2,4,6-三(4-甲酰基苯基)-1,3,5-三嗪与2,5-二羟基-1,4-对苯二胺盐酸盐的总浓度、或者1,...

【专利技术属性】
技术研发人员：王为，魏丕峰，丁三元，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62