一种卟啉-苯并噻唑双功能的共价有机骨架材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及多孔材料技术领域，具体涉及一种卟啉‑苯并噻唑双功能的共价有机骨架材料及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的卟啉‑苯并噻唑双功能的共价有机骨架材料具有较好的紫外光吸收性能。本发明专利技术提供的卟啉‑苯并噻唑双功能的共价有机骨架材料的制备方法包括以下步骤：在有机酸存在的条件下，将4,7‑二(对甲酰基苯基)‑2,1,3‑苯并噻二唑和吡咯进行聚合反应，得到共价有机骨架材料；所述聚合反应的温度为130～150℃。

A Bifunctional Covalent Organic Skeleton Material of Porphyrin-Benzothiazole and Its Preparation and Application

The invention relates to the technical field of porous materials, in particular to a porphyrin-benzothiazole bifunctional covalent organic skeleton material and its preparation method and application. The porphyrin-benzothiazole bifunctional covalent organic skeleton material provided by the invention has good ultraviolet absorption performance. The preparation method of the porphyrin-benzothiazole bifunctional covalent organic skeleton material provided by the invention comprises the following steps: in the presence of organic acid, 4,7 (p-formyl phenyl)2,1,3 benzothiazole and pyrrole are polymerized to obtain the covalent organic skeleton material; the temperature of the polymerization reaction is 130-150 degrees C.

【技术实现步骤摘要】
一种卟啉-苯并噻唑双功能的共价有机骨架材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及多孔材料领域，具体涉及一种卟啉-苯并噻唑双功能的共价有机骨架材料及其制备方法和应用。
技术介绍
共价有机骨架材料是由C、H、O、N、B、Si等第一、二周期的轻元素通过可逆的强共价键，如C—C、C—O、C—Si和B—O连接而成的二维或三维结构。共价有机骨架材料是一种纯有机多孔材料，具有以下显著优点：(1)骨架密度小，质地轻；(2)比表面积大，比表面积约在1000m2·g-1以上；(3)孔结构可调；(4)酸碱稳定性和热稳定性较高。因此，共价有机骨架材料受到广泛关注。共价有机骨架材料具有多种用途，在气体吸附与储存领域、非均相催化领域和光电材料领域等方面均能发挥重要作用。人们需要不断研究新的共价有机骨架材料，以拓展其应用范围。
技术实现思路
本专利技术提供了一种卟啉-苯并噻唑双功能的共价有机骨架材料，并提供了该共价有机骨架材料的制备方法，以及该共价有机骨架材料作为紫外吸收材料的应用。为了实现以上目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供了一种卟啉-苯并噻唑双功能的共价有机骨架材料，具有式I所示结构：本专利技术提供了上述共价有机骨架材料的制备方法，包括以下步骤：在有机酸存在的条件下，将4,7-二(对甲酰基苯基)-2,1,3-苯并噻二唑和吡咯进行聚合反应，得到共价有机骨架材料；所述聚合反应的温度为130～150℃。优选的，所述4,7-二(对甲酰基苯基)-2,1,3-苯并噻二唑和吡咯的摩尔比为1:2～2.5。优选的，所述聚合反应后，还包括对得到的聚合反应产物进行后处理；所述后处理包括：将所述聚合反应产物依次进行固液分离、洗涤、提纯和烘干。优选的，所述提纯为索氏提取；所述索氏提取用提取剂为甲醇和/或二氯甲烷；所述索氏提取的温度为75～90℃。优选的，所述4,7-二(对甲酰基苯基)-2,1,3-苯并噻二唑的制备方法包括以下步骤：在无机碱、有机钯催化剂和有机溶剂存在的条件下，将4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑和4-甲酰基苯硼酸进行偶联反应，得到4,7-二(对甲酰基苯基)-2,1,3-苯并噻二唑；所述偶联反应的温度为80～100℃。优选的，所述4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑和4-甲酰基苯硼酸的摩尔比为1:2～2.5。优选的，所述有机钯催化剂包括四三苯基膦钯和/或二(三苯基膦)二氯化钯；所述无机碱包括碳酸钾、碳酸钠、醋酸钾和醋酸钠中的一种或多种。优选的，所述偶联反应后，还包括对得到的偶联反应产物进行后处理；所述后处理包括以下步骤：(1)将所述偶联反应产物与酸混合，进行中和反应，得到中和反应产物；(2)将所述中和反应产物依次进行固液分离、洗涤、烘干和提纯。本专利技术还提供了上述技术方案所述共价有机骨架材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的共价有机骨架材料作为紫外吸收材料的应用。本专利技术提供了一种卟啉-苯并噻唑双功能的共价有机骨架材料，本专利技术提供的共价有机骨架材料具有较好的紫外吸收性能。另外，本专利技术提供的共价有机骨架材料的制备方法，能够通过一步反应制备得到共价有机骨架材料，方法简单。附图说明图1为本专利技术实施例1偶联产物4,7-二(对甲酰基苯基)-2,1,3-苯并噻二唑的1HNMR谱图；图2为本专利技术实施例1偶联产物4,7-二(对甲酰基苯基)-2,1,3-苯并噻二唑的红外谱图；图3为本专利技术实施例1制备得到的共价有机骨架材料的红外谱图；图4为本专利技术实施例1制备得到的共价有机骨架材料的热重曲线；图5为本专利技术实施例1制备得到的共价有机骨架材料5.0kV倍的SEM谱图；图6为本专利技术实施例1制备得到的共价有机骨架材料20.0kV倍的SEM谱图；图7为本专利技术实施例1制备得到的共价有机骨架的紫外吸收谱图。具体实施方式本专利技术提供了一种卟啉-苯并噻唑双功能的共价有机骨架材料，具有式I所示结构：本专利技术提供的卟啉-苯并噻唑双功能的共价有机骨架材料具有良好的紫外吸收性能。本专利技术提供了上述技术方案所述共价有机骨架材料的制备方法，包括以下步骤：在有机酸存在的条件下，将4,7-二(对甲酰基苯基)-2,1,3-苯并噻二唑和吡咯进行聚合反应，得到共价有机骨架材料。在本专利技术中，所述4,7-二(对甲酰基苯基)-2,1,3-苯并噻二唑具有式II所示结构：在本专利技术中，所述4,7-二(对甲酰基苯基)-2,1,3-苯并噻二唑的制备方法优选包括以下步骤：在无机碱、催化剂和有机溶剂存在的条件下，将4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑和4-甲酰基苯硼酸进行偶联反应，得到4,7-二(对甲酰基苯基)-2,1,3-苯并噻二唑。本专利技术在无机碱、催化剂和有机溶剂存在的条件下，将4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑和4-甲酰基苯硼酸进行偶联反应，得到4,7-二(对甲酰基苯基)-2,1,3-苯并噻二唑。在本专利技术中，所述4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑具有式III所示的结构：在本专利技术中，所述4-甲酰基苯硼酸具有式IV所示的结构：在本专利技术中，所述4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑和4-甲酰基苯硼酸的摩尔比优选为1:2～2.5，进一步优选为1:2.1～2.4，更优选为1:2.2～2.3。在本专利技术中，所述4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑的物质的量和有机溶剂的体积比优选为1mmol:13～16mL，进一步优选为1mmol:13.5～15.5mL，更优选为1mmol:14～15mL。在本专利技术中，所述有机溶剂优选为1,4-二氧六环、甲苯、四氢呋喃和乙醚中的一种或多种。在本专利技术中，所述有机溶剂为4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑和4-甲酰基苯硼酸发生偶联反应提供了合适的反应环境。在本专利技术中，所述无机碱优选为碳酸钾、碳酸钠、醋酸钾和醋酸钠中的一种或多种。在本专利技术中，所述无机碱与4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑的摩尔比优选为5～6:1，进一步优选为5.2～5.8:1，更优选为5.4～5.6:1。在本专利技术中，所述无机碱为4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑和4-甲酰基苯硼酸的偶联反应提供了碱性环境，起到中和反应生成的酸，促进反应顺利进行的作用。在本专利技术中，所述催化剂优选为四三苯基膦钯和/或二(三苯基膦)二氯化钯。在本专利技术中，所述催化剂与4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑的摩尔比优选为0.05～0.1:1，进一步优选为0.06～0.09:1，更优选为0.07～0.08:1。本专利技术在所述催化剂的作用下，使4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑和4-甲酰基苯硼酸之间能够发生偶联反应。本专利技术对所述四三苯基膦钯和/或二(三苯基膦)二氯化钯的来源没有特殊要求，可以采用本领域技术人员所熟知的市售商品，也可以采用自行制备方式制备得到。当采用自行制备的方式制备四三苯基膦钯时，所述四三苯基膦钯的制备方法优选包括：(a)在氮气保护下，将氯化钯和三苯基膦在有机溶剂中进行配位反应，得到配位反应产物；(b)将所述步骤(a)得到的配位反应产物与水合肼混合，进行还原反应，得到四三苯基膦钯。本专利技术优选在氮气保护下，将氯化钯和三苯基膦在有机溶剂中进行配位反应，得到配位反应产物。在本专利技术中，所述氯化钯和三苯基膦的摩尔比优选为1:4.5～5.5，进一步优选为1:5～5.2；所述氯化钯的物质的量和有机溶剂的体积比优选为1mmol:25～35mL，进一步优选为1mmo本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卟啉‑苯并噻唑双功能的共价有机骨架材料，具有式I所示结构：

【技术特征摘要】
1.一种卟啉-苯并噻唑双功能的共价有机骨架材料，具有式I所示结构：2.权利要求1所述共价有机骨架材料的制备方法，包括以下步骤：在有机酸存在的条件下，将4,7-二(对甲酰基苯基)-2,1,3-苯并噻二唑和吡咯进行聚合反应，得到共价有机骨架材料；所述聚合反应的温度为130～150℃。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述4,7-二(对甲酰基苯基)-2,1,3-苯并噻二唑和吡咯的摩尔比为1:2～2.5。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述聚合反应后，还包括对得到的聚合反应产物进行后处理；所述后处理包括：将所述聚合反应产物依次进行固液分离、洗涤、提纯和烘干。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述提纯为索氏提取；所述索氏提取用提取剂为甲醇和/或二氯甲烷；所述索氏提取的温度为75～90℃。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述4,7-二(对甲酰基苯基)-2,1,3-苯并噻二唑的制备方法包括以下步骤：在无机碱、有...

【专利技术属性】
技术研发人员：任世斌，胡黛玉，李培贤，韩得满，
申请(专利权)人：台州学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33