苯并噻二唑基Zr-MOF材料的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了苯并噻二唑基Zr

【技术实现步骤摘要】
苯并噻二唑基Zr
‑
MOF材料的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于光催化材料制备
，具体涉及苯并噻二唑基Zr
‑
MOF材料的制备方法，还涉及该苯并噻二唑基Zr
‑
MOF材料的应用。

技术介绍

[0002]苯并咪唑是一种重要的药物中间体，广泛存在于天然药物活性化合物中，且苯并咪唑化合物具有抗菌、抗癌、抗病毒、抗炎、抗糖尿病和抗氧化等特性。利用邻苯二胺和苯甲醛类化合物进行缩合环化反应是构筑苯并咪唑骨架的常用方法。截止目前，已经开发了一系列催化体系用于该反应的合成，但这些方法通常需要在酸性或者高温等极端条件下进行，而光催化途径则提供了一种更绿色温和、高效且官能团耐受性好的合成方法。
[0003]金属
‑
有机框架(MOFs)作为一类新兴的多孔材料，具有比表面积大、孔隙率高、可设计性强等优势，被广泛应用于光催化领域中。其中有机配体因其灵活的结构设计特性成为MOFs材料改性的重要途径之一。选择具有高化学稳定性、易修饰性和较强电子亲合力的苯并噻二唑作为母体，设计合成了供体
‑
受体
‑
供体(D
‑
A
‑
D)型有机配体，并构筑得到功能化Zr
‑
MOF材料具有很大的应用前景。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供苯并噻二唑基Zr
‑
MOF材料的制备方法，解决了现有Zr
‑
MOF材料催化活性低且循环利用率低的问题。
[0005]本专利技术的另一目的是提供上述苯并噻二唑基Zr
‑
MOF材料在催化邻苯二胺和苯甲醛类衍生物缩合环化反应中的应用。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是，苯并噻二唑基Zr
‑
MOF材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
[0007]步骤1，制备产物4
‑
(4,8
‑
双(4
‑
(甲氧基羰基)苯基)
‑
5H
‑
咪唑并[4',5':4,5]苯并[1,2
‑
c][1,2,5]噻二唑
‑6‑
基)苯甲酸；
[0008]步骤2，将步骤1得到的产物与NaOH、THF/MeOH/H2O混合溶剂反应，得到产物有机配体SP；
[0009]步骤3，将锆盐、有机配体SP及有机酸加入到有机溶剂中，进行自组装反应，得到苯并噻二唑基Zr
‑
MOF材料。
[0010]本专利技术的特点还在于，
[0011]步骤1中，具体为：
[0012]将4,4'
‑
(5,6
‑
二氨基苯并[c][1,2,5]噻二唑
‑
4,7
‑
二基)二苯甲酸二甲酯与对醛基苯甲酸混合，再加入三氟乙酸与DMSO，N2保护条件下，进行加热搅拌反应，待反应完毕后，加入去离子水，析出淡红色固体，过滤得固体，干燥，用甲醇冲洗除去多余杂质，得到产物4
‑
(4,8
‑
双(4
‑
(甲氧基羰基)苯基)
‑
5H
‑
咪唑并[4',5':4,5]苯并[1,2
‑
c][1,2,5]噻二唑
‑6‑
基)苯甲酸。
[0013]4,4'
‑
(5,6
‑
二氨基苯并[c][1,2,5]噻二唑
‑
4,7
‑
二基)二苯甲酸二甲酯、对醛基苯甲酸、三氟乙酸和DMSO的摩尔比是1：1：17：85；搅拌反应温度为80
‑
100℃，反应时间为6
‑
8h。
[0014]步骤2中，具体为：
[0015]将4
‑
(4,8
‑
双(4
‑
(甲氧基羰基)苯基)
‑
5H
‑
咪唑并[4',5':4,5]苯并[1,2
‑
c][1,2,5]噻二唑
‑6‑
基)苯甲酸与NaOH混合，加入THF/MeOH/H2O混合溶剂，N2保护条件下，进行加热搅拌反应，反应结束用旋蒸溶剂中的THF和MeOH，再加入去离子水，滴加盐酸溶液至溶液pH为1并室温搅拌2h，溶液中有固体析出，过滤得红色产物并用蒸馏水洗涤至中性，得到产物有机配体SP。
[0016]8‑
(4,8
‑
双(4
‑
(甲氧基羰基)苯基)
‑
5H
‑
咪唑并[4',5':4,5]苯并[1,2
‑
c][1,2,5]噻二唑
‑6‑
基)苯甲酸、NaOH、THF、MeOH与H2O的摩尔比1：18：124：615：278；搅拌反应温度为80
‑
90℃，反应时间为6
‑
8h。
[0017]步骤3中，具体为：
[0018]将锆盐、有机配体SP及有机酸加入到有机溶剂中，超声分散，之后将混合溶液加热搅拌，进行自组装反应，将得到产物用高速离心机分离，并用DMF洗涤2
‑
3次，离心得固体，继而用甲醇洗涤2
‑
3次，离心得到固体，真空干燥，得到淡黄色粉末SP
‑
Zr，即为苯并噻二唑基Zr
‑
MOF材料。
[0019]超声分散时间为20
‑
30min；锆盐为ZrCl4；有机酸为苯甲酸；有机溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺；锆盐、有机配体SP、有机酸和有机溶剂的摩尔比为3：1：52：5。
[0020]自组装反应的温度为100
‑
120℃，自组装时间为48
‑
72h；真空干燥温度为60
‑
80℃，真空干燥时间为6
‑
12h。
[0021]本专利技术所采用的另一技术方案是，苯并噻二唑基Zr
‑
MOF材料在催化邻苯二胺和苯甲醛类衍生物合成2
‑
苯基苯并咪唑类衍生物中的应用。
[0022]本专利技术的有益效果是：利用高化学稳定性、易修饰性和较强电子亲合力的苯并噻二唑作为母体，设计合成了供体
‑
受体
‑
供体(D
‑
A
‑
D)型有机配体，并构筑得到功能化苯并噻二唑基Zr
‑
MOF材料；充分发挥Zr
‑
MOF材料的多孔性、大比表面积、优异的稳定性等，促进其作为非均相光催化剂高效且重复催化邻苯二胺和苯甲醛类衍生物缩合环化制备2
‑
苯基苯并咪唑类衍生物。
附图说明
[0023]图1是本专利技术苯并噻二唑基Zr
‑
MOF材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.苯并噻二唑基Zr
‑
MOF材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，制备产物4
‑
(4,8
‑
双(4
‑
(甲氧基羰基)苯基)
‑
5H
‑
咪唑并[4',5':4,5]苯并[1,2
‑
c][1,2,5]噻二唑
‑6‑
基)苯甲酸；步骤2，将步骤1得到的产物与NaOH、THF/MeOH/H2O混合溶剂反应，得到产物有机配体SP；步骤3，将锆盐、有机配体SP及有机酸加入到有机溶剂中，进行自组装反应，得到苯并噻二唑基Zr
‑
MOF材料。2.根据权利要求1所述的苯并噻二唑基Zr
‑
MOF材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，具体为：将4,4'
‑
(5,6
‑
二氨基苯并[c][1,2,5]噻二唑
‑
4,7
‑
二基)二苯甲酸二甲酯与对醛基苯甲酸混合，再加入三氟乙酸与DMSO，N2保护条件下，进行加热搅拌反应，待反应完毕后，加入去离子水，析出淡红色固体，过滤得固体，干燥，用甲醇冲洗除去多余杂质，得到产物4
‑
(4,8
‑
双(4
‑
(甲氧基羰基)苯基)
‑
5H
‑
咪唑并[4',5':4,5]苯并[1,2
‑
c][1,2,5]噻二唑
‑6‑
基)苯甲酸。3.根据权利要求2所述的苯并噻二唑基Zr
‑
MOF材料的制备方法，其特征在于，4,4'
‑
(5,6
‑
二氨基苯并[c][1,2,5]噻二唑
‑
4,7
‑
二基)二苯甲酸二甲酯、对醛基苯甲酸、三氟乙酸和DMSO的摩尔比是1：1：17：85；搅拌反应温度为80
‑
100℃，反应时间为6
‑
8h。4.根据权利要求1所述的苯并噻二唑基Zr
‑
MOF材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，具体为：将4
‑
(4,8
‑
双(4
‑
(甲氧基羰基)苯基)
‑
5H
‑
咪唑并[4',5':4,5]苯并[1,2
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：刘萍，邓兵，刘花，李全全，赵舒雅，李剑利，厍梦尧，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：