[發(fā)明專利]一種基于咪唑磺酸的金屬有機(jī)框架及制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710097293.3
• 申請(qǐng)日: 2017-02-22
• 公開（公告）號(hào): CN106883422B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚丙建;丁羅剛;范琪;畢延雪;劉慧;馬坤玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C07D233/60
• 分類號(hào): C07D233/60
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

1.一種用于合成基于咪唑磺酸的金屬有機(jī)框架的有機(jī)配體L，其特征是，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：

2.權(quán)利要求1所述的有機(jī)配體L的合成方法，其特征是，首先，將2-甲基-對(duì)苯二甲酸進(jìn)行反應(yīng)獲得中間體A：2-甲基-對(duì)苯二甲酸二酯；其次，以中間體A和溴代琥珀酰亞胺為原料進(jìn)行反應(yīng)得到中間體B；再次，以中間體B和咪唑?yàn)樵线M(jìn)行反應(yīng)得到中間體C，最后中間體C經(jīng)過(guò)水解反應(yīng)即得有機(jī)配體L。

3.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征是，中間體A的合成反應(yīng)為通過(guò)3-甲基-對(duì)苯二甲酸與醇經(jīng)過(guò)酯化反應(yīng)一步合成中間體A。

4.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征是，中間體A的合成反應(yīng)為先將2-甲基-對(duì)苯二甲酸與鹵代試劑反應(yīng)，使3-甲基-對(duì)苯二甲酸中的羧基轉(zhuǎn)化成酰鹵，然后再加入醇進(jìn)行醇解反應(yīng)得到中間體A。

5.如權(quán)利要求4所述的合成方法，其特征是，鹵代試劑選自三氯化磷、五氯化磷和亞硫酰氯。

6.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征是，所述中間體B的合成步驟為，以所述中間體A和溴代琥珀酰亞胺為原料，加入引發(fā)劑，加熱回流后經(jīng)純化得到中間體B。

7.如權(quán)利要求6所述的合成方法，其特征是，中間體A、溴代琥珀酰亞胺和引發(fā)劑的摩爾比為1:1～1.5:0.1～0.2。

8.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征是，以中間體B和咪唑?yàn)樵线M(jìn)行反應(yīng)得到中間體C的反應(yīng)需在乙腈中進(jìn)行，反應(yīng)的條件為加熱至80℃，回流2小時(shí)；中間體B和咪唑的摩爾比為1:1.2～2。

9.如權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征是，所述水解反應(yīng)的步驟為，分別加入中間體C、氫氧化鋰及溶劑，在室溫下攪拌后，調(diào)節(jié)pH，減壓蒸餾去除溶劑后即得有機(jī)配體L。

10.如權(quán)利要求9所述的合成方法，其特征是，所述溶劑為甲醇與水的混合物。

11.如權(quán)利要求9所述的合成方法，其特征是，攪拌的時(shí)間為10～14h，保證水解反應(yīng)的充分進(jìn)行。

12.如權(quán)利要求9所述的合成方法，其特征是，所述調(diào)節(jié)pH為采用氫溴酸調(diào)節(jié)pH＝2～3。

13.如權(quán)利要求9所述的合成方法，其特征是，中間體C與氫氧化鋰的摩爾比為1:10。

14.基于咪唑配體的金屬有機(jī)框架，其特征是，化學(xué)結(jié)構(gòu)式為[Zr₆O₄(OH)₄L₆]_n，其中，L為權(quán)利要求1所述的有機(jī)配體L，n為大于0的自然數(shù)。

15.基于咪唑配體的金屬有機(jī)框架的制備方法，其特征是，將權(quán)利要求1所述的有機(jī)配體L、酸和鋯鹽溶于極性溶劑，加熱至120±5℃，保持溫度24～48h，反應(yīng)后即得金屬有機(jī)框架。

16.如權(quán)利要求15所述的制備方法，其特征是，權(quán)利要求1所述的有機(jī)配體L、鋯鹽、酸和極性溶劑加入量的比為0.01:0.01:0.3:3～5，mol:mol:mol:L。

17.一種基于咪唑磺酸的金屬有機(jī)框架，其特征是，采用磺酸基化合物對(duì)權(quán)利要求14所述的基于咪唑配體的金屬有機(jī)框架進(jìn)行合成修飾從而獲得；

合成修飾的步驟為將權(quán)利要求14所述的基于咪唑配體的金屬有機(jī)框架置于非極性溶劑中加入帶有磺酸基的化合物50℃±5℃攪拌24h～36h，在60℃±5℃下真空干燥12h～24h。