[發明專利]含4,4’-聯苯二磺酸的金屬有機框架聚合物、制備方法和應用

在審

• 申請號: 202310715028.2
• 申請日: 2023-06-16
• 公開（公告）號: CN116515127A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 卓健宏;牟嵐;莫發青;陳凱
• 申請（專利權）人: 深圳市好空氣科技有限公司
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 深圳科灣知識產權代理事務所(普通合伙) 44585
• 代理人: 鄭青輝

本發明涉及化學合成技術領域(IPC分類號C08G83/00)，尤其涉及含4,4’?聯苯二磺酸的金屬有機框架聚合物、制備方法和應用，所述聚合物的結構式為4,4?Hsubgt;2/subgt;BPs?Q[6]?Msupgt;3+/supgt;，其中M為La、Ce、Pr中的任意一種。本發明含4,4’?聯苯二磺酸的金屬有機框架聚合物能夠實現對抗生素尤其是氯霉素的檢測，通過使用有機配體4,4’?聯苯二磺酸，不僅促進了六元瓜環的有序排列，而且在體系充當“抗衡陰離子”與“橋連”雙重角色，解決了現有技術中瓜環溶液本身熒光性質薄弱的問題，賦予六元瓜環?稀土金屬有機框架聚合物獨特的發光性質，為其在熒光傳感方面的應用奠定基礎。

技術領域

本發明涉及化學合成技術領域(IPC分類號C08G?83/00)，尤其涉及含4,4’-聯苯二磺酸的金屬有機框架聚合物、制備方法和應用。

背景技術

抗生素由于在治療人類和牛的感染性疾病方面取得的成功被廣泛使用，然而抗生素對人體的消化系統有著嚴重危害，如濫用諾氟沙星可能會造成嚴重休克、精神障礙等不良反應。抗生素殘留物進入水環境后，會對水生生物的生存、繁殖及生態系統的功能造成很大的影響，抗生素會提高水體中抗性微生物的多樣性和豐富度，進一步有潛在引發“超級細菌”的風險，這不僅對人類和動物的健康產生危害，甚至會通過改變物種組成影響水生態系統的功能。

通過熒光傳感的方式來實現對抗生素的檢測是一種快速方便的方法，而在瓜環基自組裝體中引入輕稀土元素以及有機配體，可以賦予有機框架聚合物獨特的熒光性質。如何設計出具有高效發光性質的有機框架聚合物用于抗生素的檢測變得尤為重要。

發明內容

本發明的第一個方面提供了含4,4’-聯苯二磺酸的金屬有機框架聚合物，所述聚合物的結構式為4,4-H₂BPs-Q[6]-M³⁺，其中M為La、Ce、Pr中的任意一種。

本發明的第二個方面提供了含4,4’-聯苯二磺酸的金屬有機框架聚合物的制備方法，包括如下步驟：

S1.將Q[6]在水中加熱攪拌，得到溶液1；

S2.將4,4’-聯苯二磺酸有機配體在水中加熱攪拌，得到溶液2；

S3.將溶液1和溶液2和金屬鹽的溶液混合加熱反應，得到所述金屬有機框架聚合物。

進一步地，所述S1中加熱攪拌為加熱到50℃～80℃，強磁力攪拌。

進一步地，所述金屬有機框架聚合物包括金屬有機框架聚合物晶體和金屬有機框架聚合物粉末。

進一步地，所述S3中將溶液1和溶液2混合置于高壓反應釜加熱反應后，冷卻到常溫(25℃)，靜置18-30h，得到金屬有機框架聚合物晶體。

優選地，所述高壓反應釜加熱反應條件為：程序升溫至120-160℃，恒溫10-20h，再程序以每一小時降溫10℃降溫至30℃，恒溫10-20h。

進一步地，所述S3中將溶液1和溶液2和金屬鹽的溶液混合加熱回流1-5h后，降溫至30℃，混合液過濾，濾餅干燥，得到金屬有機框架聚合物粉末。

本發明采用4,4’-聯苯二磺酸，相對于現有技術中使用到的如萘環等其他配體，一方面聯苯結構的空間位阻更小，兩個苯環之間能夠發生一定程度的旋轉，進一步充分發揮聯苯二磺酸作為橋連配體的作用。另一方面，4,4’-聯苯二磺酸上的磺酸根可以脫去質子作為體系中的“抗衡陰離子”，與瓜環的正電性外壁相匹配，從而構筑出更為穩定的瓜環基自組裝體。

發明人在探究中發現，選用La、Ce、Pr這三種稀土金屬，能夠更好的與瓜環端口的羰基氧進行配位，從而賦予自組裝體的熒光能力。當采用其他種類的稀土金屬時，在同等條件下，最終沒有形成如La、Ce、Pr所示的同一結構，并且其他合成出來的自組裝體結構對抗生素并沒有表現出相同的熒光性質。