[發明專利]一種含8-羥基喹啉基團的咔唑多孔聚合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110258580.4
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113072687B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 孔凡;賈雪莉;付國東;丁收年;邱騰
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12;G01N21/65
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孫斌

本發明公開了一種含8?羥基喹啉基團的咔唑多孔聚合物及其制備方法和應用，該含8?羥基喹啉的咔唑多孔聚合物是由5?(N?亞甲基咔唑)?8?羥基喹啉與三聚氰氯在強酸催化下縮聚而成。本發明以咔唑和8?羥基喹啉為原料，制備的5?(N?亞甲基咔唑)?8?羥基喹啉在二氯甲烷、氯仿、甲苯等溶劑中有良好的溶解性，5?(N?亞甲基咔唑)?8?羥基喹啉與三聚氰氯在甲磺酸催化下高溫縮聚得到多孔聚合物，該材料含有活性8?羥基喹啉基團和三嗪富電子結構單元，可以應用于離子檢測和拉曼檢測。

技術領域

本發明涉及多孔聚合物領域，尤其涉及一種含8-羥基喹啉基團的咔唑多孔聚合物及其制備方法和應用。

背景技術

多孔聚合物(POPs)由純粹的有機骨架構建，相互通過共價鍵連接，具有開放的孔道與永久的孔性質。由于有機化學合成方法的多樣性，為有機分子堆砌與分子網絡的構建提供了豐富的合成路徑和構建方式。近年來出現的純有機微孔材料由于其豐富的結構和優異的性質而被廣泛應用于眾多的領域，成為材料化學和有機化學領域重要的研究課題。咔唑基聚合物是一種應用廣泛的半導體材料，咔唑多孔聚合物多采用三氯化鐵或三氯化鋁氧化偶聯而成，該制備方法對材料純度要求高，反應條件苛刻，溶劑需要嚴格無水化處理，生產成本高。此外，基于氧化偶聯法制得的多孔聚合物材料中含有金屬離子，難以去除，進而影響該類材料的應用。8-羥基喹啉及其衍生物易于與多種金屬離子螯合形成具有熒光的化合物，由于其金屬離子螯合物不溶于水，難以在水相中直接熒光檢測。將8-羥基喹啉引入到多孔聚合物中，利用多孔聚合物在水中的分散性，是實現水相離子檢測的簡便途徑。拉曼光譜檢測技術具有光譜譜峰清晰尖銳的特點，并且拉曼光譜強度與被檢測物的濃度呈線性關系。利用貴金屬納米結構的表面增強拉曼效應可有效提高檢測信號，但貴金屬價格昂貴，穩定性差，增加了檢測成本，在一定程度上限制了其應用和推廣。開發性能穩定、價格低廉的基質材料在拉曼檢測領域中十分重要。

發明內容

發明目的：針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種含8-羥基喹啉的咔唑多孔聚合物，其在水中具有良好的分散性，可有效利用8-羥基喹啉實現水相離子檢測。本發明利用咔唑與三嗪環共價結合構建出具有富電子結構的多孔半導體材料，其價廉、穩定性好，可有效實現表面拉曼增強效應，提高檢測靈敏度。

本發明還提供了一種含8-羥基喹啉基團的咔唑多孔聚合物的制備方法，本發明采用三聚氰氯與含8-羥基喹啉的咔唑單體在酸催化下縮聚獲得多孔聚合物。

本發明第三個目的提供含8-羥基喹啉基團的咔唑多孔聚合物的應用。

技術方案：為了實現上述目的，本發明所述的一種含8-羥基喹啉基團的咔唑多孔聚合物，主要是由5-(N-亞甲基咔唑)-8-羥基喹啉與三聚氰氯在甲磺酸高溫下縮聚得到。

其中，所述咔唑多孔聚合物結構式如下：

本發明所述的含8-羥基喹啉基團的咔唑多孔聚合物得制備方法，包括如下步驟：

(1)5-氯甲基-8-羥基喹啉鹽酸鹽的合成：

將8-羥基喹啉、多聚甲醛和濃鹽酸混合加熱攪拌，反應結束后，溶液自然冷卻后抽濾，洗滌真空干燥得黃色粉末得到5-氯甲基-8-羥基喹啉鹽酸鹽；

(2)5-(N-亞甲基咔唑)-8-羥基喹啉的合成：

將咔唑、NaH和DMSO混合室溫下攪拌至無氣泡產生，將混合物過濾后，向溶液中加入KOH；用DMSO溶解5-氯甲基-8-羥基喹啉鹽酸鹽，緩慢滴入上述溶液中；將混合物在室溫下攪拌均勻，加熱反應，將反應溶液倒入水中攪拌過夜，抽濾得固體沉淀；將沉淀用乙醇溶解，再將乙醇溶液倒入冰水中，得到粗產品；粗品純化得淡黃色固體即為5-(N-亞甲基咔唑)-8-羥基喹啉；

(3)含8-羥基喹啉基團的咔唑多孔聚合物的合成：