[發明專利]一種手性離子型多孔有機聚合物材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201810867984.1
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN108940361B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 劉曉明;沈曉琛
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B01J31/06
• 分類號: B01J31/06;C07C249/02;C07C251/24;B01J20/26;B01J20/28;C08G61/12
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王恩遠

本發明的一種手性離子型多孔有機聚合物材料及其制備方法與應用屬于多孔材料技術領域，在30～120℃條件下和路易斯酸催化劑的作用下，且在二甲醇縮甲醛交聯劑存在下，利用3,3'?取代的C₂?對稱手性季銨鹽化合物和/或芳環化合物和/或稠環化合物和/或雜環化合物在有機溶劑中進行付克烷基化反應，獲得比表面積為3～3000m²/g手性的離子型多孔有機聚合物材料。本發明制備的手性多孔有機聚合物材料可以作為多相催化劑應用于非均相不對稱催化領域和染料及重金屬離子吸附領域，且具有操作簡單，反應條件溫和等特點，原料廉價，生產成本低，具有廣泛的工業應用前景。

技術領域

本發明屬于多孔材料技術領域，特別涉及一種手性離子型多孔有機聚合物材料及其制備方法與應用。

背景技術

近些年來，多孔有機聚合物材料的設計合成及性能研究引起了學術界和工業界的極大興趣。相比于經典的無機多孔材料如分子篩、無機-有機雜化的多孔材料如金屬有機骨架等，多孔有機聚合物材料的巨大優勢是可以通過設計不同的結構單元合成材料，進而實現材料的結構和功能的多樣化。多孔有機聚合物材料占據著高的比表面積和永久的孔道結構，已在氣體儲存和分離、污染物移除、多相催化、化學傳感、能量存儲和轉換等領域表現出潛在的應用。

與中性多孔有機聚合物材料不同，離子型多孔有機聚合物材料在孔道上占據著陰陽離子對，對改善材料的應用有著重大的意義。離子型多孔有機聚合物材料憑借其獨特的結構特征，已經化學物質吸附方面展現潛在的性能。但是，手性離子型多孔有機聚合物材料還沒有文獻報道。因此，設計和合成功能性的手性離子型多孔有機聚合物材料具有十分重大的意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有的技術不足，提供一種手性離子型多孔有機聚合物材料及其制備方法與用途。

本發明采用以下技術方案：

具體的技術方案如下

一種手性離子型多孔有機聚合物材料，是以3,3'-取代的C₂-對稱手性季銨鹽化合物和/或芳環化合物和/或稠環化合物和/或雜環化合物作為反應單體，通過二甲醇縮甲醛作為交聯劑，在路易斯酸催化劑催化下進行付克烷基化反應獲得比表面積為3～3000m²/g的手性離子型多孔有機聚合物。

一種手性離子型多孔有機聚合物材料的制備方法，在30～120℃條件下和路易斯酸催化劑的作用下，且在二甲醇縮甲醛交聯劑存在下，利用3,3'-取代的C₂-對稱手性季銨鹽化合物和/或芳環化合物和/或稠環化合物和/或雜環化合物在有機溶劑中進行付克烷基化反應，獲得比表面積為3～3000m²/g手性離子型多孔有機聚合物材料，所述的3,3'-取代的C₂-對稱手性季銨鹽化合物是所有能進行付克烷基化反應中的一種或幾種；所述的芳環化合物為所有能進行付克烷基化反應中的一種或幾種；所述的稠環化合物為所有能進行付克烷基化反應中的一種或幾種；所述的雜環化合物為所有能進行付克烷基化反應中的一種或幾種。

本發明的一種手性離子型多孔有機聚合物材料的制備方法，更具體的步驟為：在常溫和惰性條件下，將3,3'-取代的C₂-對稱手性季銨鹽化合物/或芳環化合物/或稠環化合物/或雜環化合物作為反應單體溶于有機溶劑中，溶解后單體的總濃度為0.01～1mol/L，然后加入二甲醇縮甲醛交聯劑，路易斯酸催化劑，在30～120℃溫度下反應6～72小時；反應結束后，過濾固液混合物，得到棕色或褐色固體，依次用二氯甲烷，甲醇，四氫呋喃洗滌，反復進行三次“加入無水甲醇和飽和溴化鈉溶液，室溫條件下攪拌24小時，用去離子水洗滌”的操作，利用甲醇、四氫呋喃分別對固體進行索氏提取，最后，真空干燥，獲得棕色或褐色的手性離子型多孔有機聚合物材料；其中所述的反應單體：交聯劑：路易斯酸催化劑的摩爾比為1～4:8:8。