[發明專利]四(4-甲酰基苯基)二茂鐵及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110275972.1
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113087748A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 高艷安;王盛林;胡慧;閆欠欠;曾潮元
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: C07F17/02
• 分類號: C07F17/02;C08G83/00;H01L51/46;A61K47/34;B01J31/22
• 代理公司: 北京樂知新創知識產權代理事務所(普通合伙) 11734
• 代理人: 江宇

本發明涉及材料合成技術領域，具體涉及一種四(4?甲酰基苯基)二茂鐵及其制備方法和應用。制備方法為在氮氣氛圍下，向溶有四(4?X?苯基)二茂鐵的四氫呋喃溶液中滴加正丁基鋰，控制溫度并攪拌；其中X為Br或I；然后滴加N,N?二甲基甲酰胺，待完全加入后，控制溫度并攪拌；將反應液轉移至稀鹽酸中攪拌，有固體析出；將析出的固體過濾，用甲醇洗滌，將洗滌后的固體用乙酸乙酯重新溶解，得到的溶液減壓旋蒸即得。制備的四(4?甲酰基苯基)二茂鐵可以與芳香胺縮合形成亞胺鍵，使二茂鐵結構與COFs結構相結合形成新的MCOFs材料，使其具有二茂鐵優異的物理和化學性能，還能提供大量的金屬活性位點并且結構穩定。

技術領域

本發明涉及材料合成技術領域，具體涉及一種四(4-甲酰基苯基)二茂鐵及其制備方法和應用。

背景技術

二茂鐵于1951年首次被發現，是一種由兩個平面型環戊二烯基夾著一個亞鐵離子，通過π-作用均衡配位的有機金屬化合物。近年來，二茂鐵及其衍生物由于具有良好化學和物理特性，被廣泛應用于包括傳感、燃燒性能調節劑、磁性材料、液晶材料、吸波材料、生物醫藥以及催化劑在內的技術領域。

隨著多孔材料的研究和發展，其由于具有良好的擴散和吸附性能被廣泛的應用于氣體吸附與分離、光電器件、藥物運輸、催化傳感等技術領域，其中金屬-有機框架材料(MOFs)和共價有機框架材料(COFs)作為新興的多孔材料引起了研究人員的廣泛關注。在MOFs中，金屬離子與有機配體的廣泛組合可以提供大量的金屬活性位點，實現所需的結構和功能，但是在苛刻條件下，MOFs配位鍵有限的化學穩定性嚴重阻礙了其在實際工業生產中的應用。相比MOFs，COFs具有孔道結構高度有序、比表面積大、結構多樣以及易于功能化修飾等優點，并且COFs用共價鍵代替配位鍵，提高了材料的穩定性和柔韌性。但是由于COFs純粹的有機特征使其物理和化學性能較差，制約其進一步發展。因此，合成金屬共價有機框架材料(MCOFs)以平衡并改善MOFs和COFs的材料性能，可以極大的促進多孔材料的發展與應用。

而以二茂鐵為骨架合成MCOFs卻鮮有報道，原因在于COFs材料需要通過共價鍵來調節自身結構的規整性，所以參與形成COFs材料的二茂鐵衍生物需具備相應的反應基團，與參與反應的其他單體材料之間形成較穩定的連接。而現有技術中能合成的二茂鐵衍生物類型十分有限，且由于二茂鐵自身性質的特殊性，使其與很多常見的試劑不能很好的兼容，也進一步限制了二茂鐵衍生物的合成。

公開于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，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種四(4-甲酰基苯基)二茂鐵，具有對稱性和規整的結構，其具有的醛基可與芳香胺類化合物進行縮合反應，形成亞胺鍵，從而得到以二茂鐵為骨架的金屬共價有機框架材料，增加金屬共價有機框架材料的結構多樣性，推動金屬共價有機框架材料研究領域的發展。

為實現上述目的，本發明采取以下的技術方案：

第一方面，本發明提供一種四(4-甲酰基苯基)二茂鐵，結構如下：

第二方面，本發明提供一種四(4-甲酰基苯基)二茂鐵的制備方法，包括以下步驟：

步驟S1：氮氣氛圍下，向溶有四(4-X-苯基)二茂鐵的四氫呋喃溶液中滴加正丁基鋰，在-80～-60℃下攪拌2～12h；四(4-X-苯基)二茂鐵的添加量為0.5～2mmol；所述四(4-X-苯基)二茂鐵的結構如下：

其中X為Br或I；

步驟S2：向步驟S1得到的反應液中滴加N,N-二甲基甲酰胺，待完全加入后攪拌10-60min，升溫至-70～-40℃，攪拌2～15h；

步驟S3：將步驟S2中的反應液轉移至稀鹽酸中攪拌，有固體析出；