[发明专利]一种基于咪唑磺酸的金属有机框架及制备方法与应用

权利要求书

1.一种用于合成基于咪唑磺酸的金属有机框架的有机配体L，其特征是，其化学结构式为：

2.权利要求1所述的有机配体L的合成方法，其特征是，首先，将2-甲基-对苯二甲酸进行反应获得中间体A：2-甲基-对苯二甲酸二酯；其次，以中间体A和溴代琥珀酰亚胺为原料进行反应得到中间体B；再次，以中间体B和咪唑为原料进行反应得到中间体C，最后中间体C经过水解反应即得有机配体L。

3.如权利要求2所述的合成方法，其特征是，中间体A的合成反应为通过3-甲基-对苯二甲酸与醇经过酯化反应一步合成中间体A。

4.如权利要求2所述的合成方法，其特征是，中间体A的合成反应为先将2-甲基-对苯二甲酸与卤代试剂反应，使3-甲基-对苯二甲酸中的羧基转化成酰卤，然后再加入醇进行醇解反应得到中间体A。

5.如权利要求4所述的合成方法，其特征是，卤代试剂选自三氯化磷、五氯化磷和亚硫酰氯。

6.如权利要求2所述的合成方法，其特征是，所述中间体B的合成步骤为，以所述中间体A和溴代琥珀酰亚胺为原料，加入引发剂，加热回流后经纯化得到中间体B。

7.如权利要求6所述的合成方法，其特征是，中间体A、溴代琥珀酰亚胺和引发剂的摩尔比为1:1～1.5:0.1～0.2。

8.如权利要求2所述的合成方法，其特征是，以中间体B和咪唑为原料进行反应得到中间体C的反应需在乙腈中进行，反应的条件为加热至80℃，回流2小时；中间体B和咪唑的摩尔比为1:1.2～2。

9.如权利要求2所述的合成方法，其特征是，所述水解反应的步骤为，分别加入中间体C、氢氧化锂及溶剂，在室温下搅拌后，调节pH，减压蒸馏去除溶剂后即得有机配体L。

10.如权利要求9所述的合成方法，其特征是，所述溶剂为甲醇与水的混合物。

11.如权利要求9所述的合成方法，其特征是，搅拌的时间为10～14h，保证水解反应的充分进行。

12.如权利要求9所述的合成方法，其特征是，所述调节pH为采用氢溴酸调节pH＝2～3。

13.如权利要求9所述的合成方法，其特征是，中间体C与氢氧化锂的摩尔比为1:10。

14.基于咪唑配体的金属有机框架，其特征是，化学结构式为[Zr₆O₄(OH)₄L₆]_n，其中，L为权利要求1所述的有机配体L，n为大于0的自然数。

15.基于咪唑配体的金属有机框架的制备方法，其特征是，将权利要求1所述的有机配体L、酸和锆盐溶于极性溶剂，加热至120±5℃，保持温度24～48h，反应后即得金属有机框架。

16.如权利要求15所述的制备方法，其特征是，权利要求1所述的有机配体L、锆盐、酸和极性溶剂加入量的比为0.01:0.01:0.3:3～5，mol:mol:mol:L。

17.一种基于咪唑磺酸的金属有机框架，其特征是，采用磺酸基化合物对权利要求14所述的基于咪唑配体的金属有机框架进行合成修饰从而获得；

合成修饰的步骤为将权利要求14所述的基于咪唑配体的金属有机框架置于非极性溶剂中加入带有磺酸基的化合物50℃±5℃搅拌24h～36h，在60℃±5℃下真空干燥12h～24h。