一种四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物的合成方法，将四(4‑吡啶联苯基)乙烯和1,4‑二(溴甲基)苯依次加入容器中，氮气保护条件下加入有机溶剂，然后进行加热搅拌合成反应，待反应完全后，转移固体，进行离心洗涤，然后加热干燥即得四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物材料；以及产品和用途。该方法得到的阳离子网状聚合物，具有均匀分布的四苯乙烯单元、可以发生离子交换的溴负离子，其在荧光识别、阴离子交换等领域都有潜在的应用价值。

Synthesis of tetrastyrene functionalized cationic network polymer

The invention discloses a synthesis method of tetrastyrene functionalized cation network polymer. Tetra (4 \u2011 pyridylphenyl) ethylene and 1,4 \u2011 bis (bromomethyl) benzene are successively added into the container, organic solvent is added under the condition of nitrogen protection, and then the reaction is heated, stirred and synthesized. After the reaction is complete, the solid is transferred, centrifugally washed, and then heated and dried to obtain tetrastyrene Functional Cationic network polymer materials; and products and applications. The cationic network polymer obtained by this method has a well distributed tetrastyrene unit and a bromine anion which can exchange ions. It has potential application value in fluorescence recognition, anion exchange and other fields.

【技术实现步骤摘要】
一种四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物的合成方法
本专利技术属于离子型网状聚合物
，具体涉及一种四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物的合成方法。
技术介绍
离子型网状聚合物材料(IonicOrganicNetworks,IONs)是一种新兴的有机聚合物材料，其具有稳定的共价键连接方式、易于修饰的有机骨架、可交换的抗衡离子等特性。一方面，与纯无机骨架材料(例如，层状双氢氧化物(LDHs))相比，IONs材料具有易于修饰和功能化的有机骨架，因此其物理化学性质可以通过有机前体方便地进行调控。另一方面，与配位键构建的有机无机杂化材料(例如金属有机框架(MOFs))相比，IONs由共价键相连，具有更好的化学稳定性。因此，IONs材料在气体储存和分离、多相催化、离子导体等方面具有巨大的应用潜力。尤其是，IONs材料的离子型骨架可以与客体分子产生比较强的静电作用，因此在一些污染物分子的吸附分离方面具有显著的优势。但是目前，这方面的研究和报道还比较少，尤其是功能化的IONs材料还鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是为了克服网状聚合物材料在功能化应用方面的难题，提供了一种四苯乙烯功能化网状聚合物的合成方法，在材料中引入了荧光基团和可以交换的阴离子。本专利技术的第二个目的是提供依上述方法得到的聚合物。本专利技术的第三个目的是提供上述聚合物的用途。本专利技术的目的通过以下技术方案来具体实现：一种四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物的合成方法，将四(4-吡啶联苯基)乙烯和1,4-二(溴甲基)苯依次加入容器中，氮气保护条件下加入有机溶剂，然后进行加热搅拌合成反应，待反应完全后，转移固体，进行离心洗涤，然后加热干燥即得四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物材料，标记为CON-LDU2。进一步的，所述四(4-吡啶联苯基)乙烯和1,4-二(溴甲基)苯的摩尔比为1:1-4。进一步的，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮或四氢呋喃。进一步的，所述四(4-吡啶联苯基)乙烯的浓度为0.01-0.04mmol/mL，所述1,4-二(溴甲基)苯的浓度为0.02-0.08mmol/mL。进一步的，合成反应温度为60-120℃，反应时间为24-120h，反应在氮气或氩气气氛保护下进行。依上述任一方法得到的四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物。上述四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物在重金属阴离子吸附移除中的应用。作为优选的，所述重金属阴离子为重铬酸根。上述四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物在重金属离子的荧光检测中的应用。作为优选的，所述重金属离子为重铬酸根。四苯乙烯分子是最具代表性的聚集诱导发光(AggregationInducedEmission,AIE)分子之一，其在聚集或者固体状态下能够发出较强的荧光。本专利技术在四苯乙烯分子中引入吡啶基团，合成了四(4-吡啶联苯基)乙烯前体，通过吡啶单元和1,4-二(溴甲基)苯发生亲核取代反应，专利技术了一种简易合成了四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物材料的方法。合成的离子型材料CON-LDU2具有阳离子骨架，并且在水溶液中具有较强的荧光性能，可以应用于水体中重金属阴离子的荧光检测和吸附移除。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的四苯乙烯功能化网状聚合物的合成方法，得到的阳离子网状聚合物，具有均匀分布的四苯乙烯单元、可以发生离子交换的溴负离子，其在荧光识别、阴离子交换等领域都有潜在的应用价值。附图说明图1是本专利技术实施例1所合成CON-LDU2的傅里叶红外图谱。图2是本专利技术实施例1所合成CON-LDU2的粉末X-射线衍射图。图3是本专利技术实施例1所合成CON-LDU2的热分析曲线。图4是本专利技术实施例1所合成CON-LDU2的扫描电镜照片。图5是本专利技术实施例1所合成CON-LDU2的荧光激发和发射曲线。图6是不同Cr2O72-浓度下的CON-LDU2的荧光发射曲线，图中从上到下Cr2O72-浓度逐渐从0增加至200μM。图7是加入CON-LDU2后不同时间Cr2O72-的UV-Vis光谱表征，图中光谱曲线从上到下依次代表0min、5min、10min、20min、60min。具体实施方式以下对本专利技术的优选实施例进行说明，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。以下实施例中，前体四(4-吡啶联苯基)乙烯参考文献步骤(Chem.Eur.J.2017,23,644)，通过简单转化，可以简易合成。1,4-二(溴甲基)苯可直接购买获得。实施例1将四(4-吡啶联苯基)乙烯(64mg，0.1mmol)和1,4-二(溴甲基)苯(53mg，0.2mmol)依次加入圆底烧瓶中，氮气保护条件下加入N-甲基吡咯烷酮(5mL)，然后加热至80℃搅拌反应72小时。待反应完全后，转移固体至离心管中，用DMF、乙醇、丙酮、四氢呋喃等离心洗涤，然后80℃加热干燥8小时即可制得四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物材料，CON-LDU2，108mg，产率92％。如图1，通过指认CON-LDU2的傅里叶红外谱图，同样可以证明材料的化学结构。如图2，CON-LDU2的粉末X-射线衍射图中几乎没有明显的衍射峰，证明材料是无定型结构。如图3，通过热分析表征，CON-LDU2在氮气气氛下可以稳定至300℃而不发生明显分解。如图4，通过扫描电镜表征，CON-LDU2的微观形貌是团聚的小颗粒。如图5，CON-LDU2受374nm波长紫外光激发可以在562nm处有荧光发射。如图6，逐渐增大Cr2O72-溶液的浓度，CON-LDU2的荧光强度逐渐被淬灭，证明CON-LDU2可用于Cr2O72-离子的检测。如图7，Cr2O72-溶液中加入CON-LDU2后，随着时间延长紫外光谱强度逐渐降低，证明CON-LDU2可用于Cr2O72-离子的吸附。实施例2将四(4-吡啶联苯基)乙烯(64mg，0.1mmol)和1,4-二(溴甲基)苯(79mg，0.3mmol)依次加入圆底烧瓶中，氮气保护条件下加入N-甲基吡咯烷酮(5mL)，然后加热至80℃搅拌反应72小时。待反应完全后，转移固体至离心管中，用DMF、乙醇、丙酮、四氢呋喃等离心洗涤，然后80℃加热干燥8小时即可制得四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物材料，CON-LDU2。实施例3将四(4-吡啶联苯基)乙烯(64mg，0.1mmol)和1,4-二(溴甲基)苯(53mg，0.2mmol)依次加入圆底烧瓶中，氮气保护条件下加入四氢呋喃(5mL)，然后加热至80℃搅拌反应72小时。待反应完全后，转移固体至离心管中，用DMF、乙醇、丙酮、四氢呋喃等离心洗涤，然后80℃加热干燥8小时即可制得四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物材料，CON-LDU2。以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物的合成方法，其特征在于，将四(4-吡啶联苯基)乙烯和1,4-二(溴甲基)苯依次加入容器中，氮气保护条件下加入有机溶剂，然后进行加热搅拌合成反应，待反应完全后，转移固体，进行离心洗涤，然后加热干燥即得四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物的合成方法，其特征在于，将四(4-吡啶联苯基)乙烯和1,4-二(溴甲基)苯依次加入容器中，氮气保护条件下加入有机溶剂，然后进行加热搅拌合成反应，待反应完全后，转移固体，进行离心洗涤，然后加热干燥即得四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物材料。


2.根据权利要求1所述的四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物的合成方法，其特征在于，所述四(4-吡啶联苯基)乙烯和1,4-二(溴甲基)苯的摩尔比为1:1-4。


3.根据权利要求1所述的四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮或四氢呋喃。


4.根据权利要求1所述的四苯乙烯功能化的阳离子网状聚合物的合成方法，其特征在于，所述四(4-吡啶联苯基)乙烯的浓度为0.01-0.04mmo...

【专利技术属性】
技术研发人员：李治军，
申请(专利权)人：陇东学院，
类型：发明
国别省市：甘肃;62