[發明專利]芳基硼膦酸鹽籠狀化合物及其合成方法、應用

在審

• 申請號: 201910741092.1
• 申請日: 2019-08-12
• 公開（公告）號: CN110423357A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 闕珍妮;項生昌;張章靜
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C08L87/00
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 袁亞軍;金碎平

本發明提供一種芳基硼膦酸鹽籠狀化合物及其合成方法、應用。該化合物的結構如式[(3,5?^tBu₂?Ph)PO₃B(m?CN?Ph)]n所示；式中：m為o，n為4；或者m為p，n為6。本發明的芳基硼膦酸鹽籠狀化合物，表面由叔丁基和氰基修飾，熱穩定性好，其作為構建單元，利用頂角的功能基團，搭建三維的超分子框架提供了更大可能性。

技術領域

本發明涉及分子籠領域，特別涉及芳基硼膦酸鹽籠狀化合物及其合成方法。

背景技術

分子設計方法對開發具有特定性能的下一代材料是很有益的。在熱力學控制下，剛性的小子組件(單體)自組裝或聚合成大的組件，產生了在固態下保持永久孔隙度的新材料。用于連接各個單體的作用力可以是聚合物中的強共價鍵，也可以是基于金屬超分子或動態共價鍵化學的動態鍵，甚至是弱超分子力，例如π-π相互作用、鹵素鍵或氫鍵。根據分子結構單元內官能團的數量和空間排列，無論是收斂自組裝成有限籠結構，還是發散自組裝成無限聚合物網絡，如二維層或三維框架都可以得到。基于這一方法，在過去三十幾年，報道了很多多孔有機聚合物、金屬超分子籠型化合物、金屬有機框架(MOFs)、氫鍵有機框架(HOFs)、共價有機籠型化合物和共價有機框架(COFs)的例子。

作為納米尺度的構建塊得到廣泛研究，并用于不同的應用。與立方硅氧烷相比，硼磷酸鹽籠的化學性質是幾乎沒有人探索過。因此，亟待提供一種硼磷酸鹽籠化合物。

發明內容

基于此，本發明主要是提供一種芳基硼膦酸鹽籠狀化合物。該芳基硼膦酸鹽籠狀化合物的表面由叔丁基和氰基修飾，具有很好的熱穩定性。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明提供一種芳基硼膦酸鹽籠狀化合物，該化合物的結構如式[(3,5-^tBu₂-Ph)PO₃B(m-CN-Ph)]n所示；式中：m為o，n為4；或者m為p，n為6。

本發明的另一目的在于提供一種上述的芳基硼膦酸鹽籠狀化合物的制備方法，包括如下步驟：

(1)向盛有機溶劑的反應容器中加入3，5-二叔丁基苯膦酸以及氰基苯硼酸，于惰性氣體氛圍下反應；氰基苯硼酸為4-氰基苯硼酸或者2-氰基苯硼酸；

(2)除去步驟(1)所得反應產物中的有機溶劑；

(3)干燥步驟(2)所得產物，再溶于甲苯與正己烷的混合溶劑中，重結晶，獲得芳基硼膦酸鹽籠狀化合物。

在其中一些實施例中，步驟(1)中，所述3，5-二叔丁基苯膦酸以及氰基苯硼酸的摩爾比為1:(1-2)。

在其中一些實施例中，步驟(1)中，每81mg的3，5-二叔丁基苯膦酸反應所需有機溶劑120ml-150ml。

在其中一些實施例中，步驟(1)中，所述惰性氣體為氮氣。

在其中一些實施例中，步驟(1)中，所述反應的溫度為140℃-155℃，所述反應的時間為4h-8h。時間太短，反應不完全，時間太久，會使3，5-二叔丁基苯膦酸自聚形成副產物。

在其中一些實施例中，步驟(1)、步驟(2)中，所述有機溶劑為無水甲苯。這是至關重要的，如果不是無水甲苯，反應不能充分進行，會有原料混在最終產物里。

在其中一些實施例中，步驟(3)中，所述混合溶劑中甲苯與正己烷的體積比為1:(1-6)。比例不在這個范圍內的話，產物無法完全溶解，無法進行重結晶。

在其中一些實施例中，步驟(3)中，所述重結晶采用25℃-35℃(不在這個溫度，得不到結晶良好的晶體)，重結晶的時間為1d-3d。