一种共价-有机框架材料的芳香醛基化合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种共价

【技术实现步骤摘要】
一种共价
‑
有机框架材料的芳香醛基化合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及新材料领域，具体涉及一种共价
‑
有机框架材料的芳香醛基化合物及其制备方法。

技术介绍
：
[0002]共价
‑
有机框架(COFs)材料是近年来国际上研究最为火热的方向之一。该类材料具有规律的多孔结构、超大的比表面积以及结构明确等优势，目前已经发现了该类材料在气体存储与分离、药物传递和催化等方面的潜在应用价值。此外，特定的COF类材料还表现出一定的半导体性质，能够作为光解水的催化剂来应用，其中更为坚固的共价键结构功不可没。而构筑MOF材料最为关键的配位主要由芳香类醛基化合物来担任，通过和相应的氨基化合物来构筑亚氨键结构。目前研究得最多的芳香醛基配体主要是一些分子量较小以及结构较为简单的芳香醛基化合物，而共轭体系更大的醛基配体的研究以及应用则较少报道。COF类材料的制备对于原料要求较高，尤其对于芳香醛基化合物的纯度至少要达到97以上的纯度，这对于高纯共轭体系更大的醛基配体的制备来说则是难度极大的挑战。首先，共轭体系更大的芳香醛化合物反应活性大大下降，往往导致反应不彻底，引入大量杂质。其次，形成的产物溶解性极差，不容易提纯。
[0003]该种通过将苯醛基与乙二醇缩合形成二氧戊环结构来改善分子溶解性。此外，将预先保留的溴代多联苯环或联苯二氧戊环和对称多联苯环的多硼酸酯进行一步偶联反应有利于提高反应产率，减少副产物的生成。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种共价
‑
有机框架材料的芳香醛基化合物及其制备方法，以解决现有技术中目前在COF醛基配体制作当中，获得的化合物产率低下、产品不纯、成本高的缺陷。
[0005]以下通过两个方面对本专利技术进行陈述：
[0006]第一方面，提供了一种共价
‑
有机框架材料的芳香醛基化合物，其特征在于，包括如下结构式：
[0007][0008]其中，X包括1,2,4,5
‑
位苯、四苯乙烯、1,3,6,8
‑
位
‑
芘结构；n为2和3。
[0009]结合第一方面，所述配体包括如下化学式：
[0010][0011]第二方面，一种共价
‑
有机框架材料的芳香醛基化合物的制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0012]将对二溴苯或者二溴联苯与对硼酸苯甲醛在钯催化剂的作用下发生碳碳偶联反应，得到相应的4
‑
溴
‑
二联苯甲醛或4
‑
溴
‑
三联苯甲醛化合物；
[0013]将获得的4
‑
溴
‑
二联苯甲醛或4
‑
溴
‑
三联苯甲醛在对甲基苯磺酸催化剂作用下，与乙二醇缩合反应，通过色谱柱获得相应的4
‑
溴
‑
二联苯
‑
二氧戊环或4
‑
溴
‑
三联苯
‑
二氧戊环化合物；
[0014]将1,2,4,5
‑
四溴苯、1,3,6,8
‑
四溴
‑
芘、四溴四苯乙烯与联频哪醇硼酸酯，在1,1'
‑
双二苯基膦二茂铁催化剂的作用下合成相应的联频哪醇硼酸酯类化合物；
[0015]将获得的联频哪醇硼酸酯类化合物和4
‑
溴
‑
二联苯二氧戊环或4
‑
溴
‑
三联苯二氧戊环化合物，在钯催化剂作用下通过碳碳偶联得到相应的二联苯或三联苯二氧戊环类化合物；
[0016]将获得的二联苯或三联苯二氧戊环类化合物在酸性催化剂催化下，脱离乙二醇，得到共价
‑
有机框架材料的芳香醛基化合物。
[0017]结合第二方面，所述联频哪醇硼酸酯类化合物包括1,2,4,5
‑
四(频哪醇硼酸酯)
‑
苯、1,3,6,8
‑
四(频哪醇硼酸酯)
‑
芘和四(频哪醇硼酸酯)四苯乙烯中的一种。
[0018]结合第二方面，所述二联苯或三联苯二氧戊环类化合物包括1,2,4,5
‑
四(二联苯二氧戊环)
‑
苯、1,2,4,5
‑
四(三联苯二氧戊环)
‑
苯、1,3,6,8
‑
四(二联苯二氧戊环)
‑
芘、1,3,6,8
‑
四(三联苯二氧戊环)
‑
芘、四(二联苯二氧戊环)四苯乙烯和四(三联苯二氧戊环)四苯
乙烯中的一种。
[0019]结合第二方面，所述对二溴苯或者二溴联苯与对硼酸苯甲醛的投料比为1:1～5；
[0020]所述4
‑
溴
‑
二联苯甲醛或4
‑
溴
‑
三联苯甲醛与乙二醇的投料比为1:1～15。
[0021]结合第二方面，所述钯催化剂包括四三苯基磷钯和1,1'
‑
双二苯基膦二茂铁二氯化钯中的一种或多种。
[0022]结合第二方面，所述有机溶剂包括氮氮二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)和1,4
‑
二氧六环中的一种或者多种。
[0023]结合第二方面，所述反应溶剂包括甲苯和二甲苯中的一种或者多种混合物。
[0024]结合第二方面，所述酸性催化剂包括盐酸、硫酸、三氟乙酸、对甲基苯磺酸和三氟甲磺酸中的一种或者多种。
[0025]本专利技术的优点在于：该种共价
‑
有机框架材料的芳香醛基化合物的制备方法：(1)合成方法简单，反应条件温和，不需要使用剧烈的合成方法即可实现合成；(2)得到的最终产物纯度高，不要额外的提纯手段即可达到97以上的纯度。
附图说明
[0026]图1为本专利技术中1,3,6,8
‑
四(二联苯甲醛)
‑
芘的制备流程示意图。
[0027]图2为本专利技术中1,3,6,8
‑
四(三联苯甲醛)
‑
芘的制备流程示意图。
[0028]图3为本专利技术中1,2,4,5
‑
四(二联苯甲醛)
‑
苯的制备流程示意图。
[0029]图4为本专利技术中1,2,4,5
‑
四(二联苯甲醛)
‑
苯的制备流程示意图。
[0030]图5为本专利技术中四(二联苯甲醛)四苯乙烯的制备流程示意图。
[0031]图6为本专利技术中四(三联苯甲醛)四苯乙烯的制备流程示意图。
[0032]图7为本专利技术中实施例1中1,3,6,8
‑
四(频哪醇硼酸酯)
‑
芘的核磁共振氢谱示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共价
‑
有机框架材料的芳香醛基化合物，其特征在于，包括如下结构式：其中，X包括1,2,4,5
‑
位苯、四苯乙烯、1,3,6,8
‑
位
‑
芘结构；n为2和3。2.根据权利要求1所述的一种共价
‑
有机框架材料的芳香醛基化合物，其特征在于：所述配体包括如下化学式：3.一种共价
‑
有机框架材料的芳香醛基化合物的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：将对二溴苯或者二溴联苯与对硼酸苯甲醛在钯催化剂的作用下发生碳碳偶联反应，得到相应的4
‑
溴
‑
二联苯甲醛或4
‑
溴
‑
三联苯甲醛化合物；将获得的4
‑
溴
‑
二联苯甲醛或4
‑
溴
‑
三联苯甲醛在对甲基苯磺酸催化剂作用下，与乙二醇缩合反应，通过色谱柱获得相应的4
‑
溴
‑
二联苯
‑
二氧戊环或4
‑
溴
‑
三联苯
‑
二氧戊环化合物；将1,2,4,5
‑
四溴苯、1,3,6,8
‑
四溴
‑
芘、四溴四苯乙烯与联频哪醇硼酸酯，在1,1'
‑
双二
苯基膦二茂铁催化剂的作用下合成相应的联频哪醇硼酸酯类化合物；将获得的联频哪醇硼酸酯类化合物和4
‑
溴
‑
二联苯二氧戊环或4
‑
溴
‑
三联苯二氧戊环化合物，在钯催化剂作用下通过碳碳偶联得到相应的二联苯或三联苯二氧戊环类化合物；将获得的二联苯或三联苯二氧戊环类化合物在酸性催化剂催化下，脱离乙二醇，得到共价
‑
有机框架材料的芳香醛基化合物。4.根据权利要求3所述的一种共价
‑
有机框架材料的芳香醛基化合物的制备方法，其特征在于：所述联频哪醇硼酸酯类化合物包括1...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭雨新，郑炜，
申请(专利权)人：南京艾姆材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：