[發明專利]一種多孔有機框架材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110272741.5
• 申請日: 2021-03-13
• 公開（公告）號: CN113105626B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 董育斌;姚丙建;李飛;王瀟宇;焦守善;劉菲;魏曉燕
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: C08G73/06
• 分類號: C08G73/06;B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發明涉及多孔有機框架材料領域，具體為一種多孔有機框架材料及其制備方法與應用，所述多孔有機框架材料分別為POF?1、POF?2、POF?3，采用三組分一鍋法類Biginelli聚合反應，簡易合成了含有脲基單元的新型POFs材料。該新型POFs材料具有豐富的孔結構并且結構穩定，對有機難降解污染物吸附效果較佳。

技術領域

本發明涉及多孔有機框架材料領域，具體為一種多孔有機框架材料及其制備方法與應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

多孔有機框架(Porous organic frameworks,簡稱POFs)是共價有機框架(COFs)、共價三嗪框架(CTFs)、多孔芳香族框架(Porous aromatic frameworks,PAFs)等的統稱，是通過共價鍵鏈接而成的多孔聚合物材料，具有比表面積大、永久孔隙率高、熱穩定性和化學穩定性好等顯著特點。基于此，POFs及其功能復合材料在氣體的吸附存儲、熒光檢測、色譜分離及催化等方面均具有廣泛的應用前景。

脲基與水有非常強的親和力，尿素參與的縮合反應可以很容易地在溫和的條件下進行。除此之外，脲基還可以作為過渡金屬的結合位點。因此，制備含有脲基的POFs材料，其高比表面積協同配位作用，有望增強其對金屬離子的吸附和穩定化作用，從而在催化及重金屬離子吸附領域具有重要的應用潛力。

多組分反應是將三種或者三種以上的原料加入到反應體系中，通過一鍋法的形式，不經過中間體的分離提純而直接獲得結構復雜的終產物，多組分反應體現了高度的原子經濟性，被認為是合成分子多樣性和復雜性的有效手段。Biginelli反應是一類典型的多組分反應，并以該反應的發現者、意大利化學家Pietro Biginelli進行命名，在1893年首次被報道。該反應具有操作簡單、一鍋煮的特點，通過該反應得到的產物3,4-二氫嘧啶-2-酮衍生物具有廣泛的生物活性和藥理活性，在生物醫藥領域具有重要的研究和應用價值。苯乙酮、苯甲醛以及尿素三者進行的反應與Biginelli反應相似，被稱為類Biginelli反應。迄今為止，利用類Biginelli反應制備多孔有機框架材料的研究還未見報道。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本公開的目的是提供一種多孔有機框架材料及其制備方法與應用，采用三組分一鍋法類Biginelli聚合反應，簡易合成了含有脲基單元的新型POFs材料。該新型POFs材料具有豐富的孔結構并且結構穩定，對有機難降解污染物吸附效果較佳。

具體地，本公開的技術方案如下所述：

在本公開的第一方面，提供一種多孔有機框架材料(POF-1)，如式Ⅰ所示：

在本公開的第二方面，提供一種多孔有機框架材料(POF-1)的制備方法，所述制備方法包括：將1，3，5-三(4-乙酰基苯基)、對苯二甲醛、尿素按照一定比例溶解在反應溶劑中，加入催化劑，一定溫度下反應，待冷卻至室溫后，離心分離，并依次用乙醇、四氫呋喃進行洗滌，經真空干燥即得POF-1產品。

在本公開的第三方面，提供一種多孔有機框架材料(POF-2)，如式Ⅱ所示：

在本公開的第四方面，提供一種多孔有機框架材料(POF-2)的制備方法，所述制備方法包括：將1，3，5-三(4-乙酰基苯基)、1,3,5-三(對甲酰基苯基)苯、尿素按照一定比例溶解在反應溶劑中，加入催化劑，在一定溫度下反應，待冷卻至室溫后，離心分離，并依次用乙醇、四氫呋喃進行洗滌，經真空干燥即得POF-2純品。

在本公開的第五方面，提供一種多孔有機框架材料(POF-3)，如式Ⅲ所示：