[发明专利]一种共轭多孔聚合物及其制备方法与在光催化伯胺氧化制备亚胺的应用

说明书

本发明公开了一种共轭多孔聚合物及其制备方法与在光催化伯胺氧化制备亚胺的应用。本发明合成的新型D‑π‑D型共轭多孔聚合物，具有大的比表面积和高化学稳定以及热稳定性。在可见光照射下温和地催化伯胺氧化制备亚胺，伯胺转化率达到90％以上，亚胺选择性达到95％以上。而且作为无金属催化的多相催化剂，易于分离和回收，具有重复使用的优势，产物亚胺易纯化，反应条件温和、催化效果好、底物适用范围宽、亚胺选择性高和催化剂可回收等优点。因此，本发明设计的D‑π‑D型共轭多孔聚合物对伯胺氧化偶联制备亚胺具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种多相光催化材料的制备及其应用，具体地说，涉及一种D-π-D型共轭多孔聚合物的制备及其在光催化中的应用。

背景技术

亚胺俗称席夫碱，是一类具有药理学活性和生理学活性的化合物，在医药学和生物领域得到广泛应用。此外，作为一种非常重要的有机合成中间体，亚胺也广泛地被应用于氧化还原反应、加成反应、环加成反应和缩合反应等。传统亚胺由醛或酮与胺发生缩合反应而得，而该缩合反应通常需要路易斯酸催化，比如TiCl₄、Al₂O₃或MgSO₄等，此方法通常需要较高的温度和较长的反应时间，并且反应过程中会有羧酸生成，造成原料浪费，不符合绿色化学的发展。

近年来，伯胺氧化偶联制备亚胺凭借高效节能、绿色环保等优点收到更多的青睐，常见的催化剂主要有过渡金属催化剂、仿生催化剂和光催化剂等。其中，可见光催化伯胺氧化偶联制备亚胺凭借绿色温和的优势吸引到越来越多的关注，常见的光催化剂主要包括贵金属催化剂、共轭有机染料、燃料敏化半导体等，但这些催化剂仍存在一些不足，包括催化剂难回收、成本高昂、金属残留、催化剂稳定性差等缺陷。

共轭多孔聚合物(CPPs)作为一类新型的共轭多孔材料，以有机共轭小分子为构建单体通过交叉偶联聚合而成，具有高比表面积、永久孔道、高热稳定性以及宽可见光吸收等优秀的物理化学性质。并且，共轭多孔聚合物具有设计灵活的特性，可以从分子层面设计调控它的能级分布和可见光吸收等光电特性。此外，作为多相催化剂，共轭多孔聚合物具有易回收和可重复使用的优势，有利于催化剂成本的降低和产物亚胺的分离提纯。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种D-π-D型共轭多孔聚合物，其能够高效和高选择性地光催化伯胺氧化制备亚胺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种D-π-D型共轭多孔聚合物，其结构如式(I)：

其中，三苯胺是电子给体，蒽是π联结体。

上述共轭多孔聚合物的制备方法，包括如下步骤：由三(4-硼酸频哪醇酯苯基)胺和9,10-二溴蒽在Pd(PPh₃)₄催化下发生Suzuki偶联反应得到，如下所示：

作为优选的，在上述的制备方法中，所述Suzuki反应中，三(4-硼酸频哪醇酯苯基)胺和9,10-二溴蒽的摩尔比例是2:3。

作为优选的，在上述的制备方法中，所述Pd(PPh₃)₄与9,10-二溴蒽的摩尔比例是1：10，K₂CO₃与9,10-二溴蒽的摩尔比例是20:1。

作为优选的，在上述的制备方法中，所述Suzuki偶联反应的溶剂是N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶剂，N,N-二甲基甲酰胺和水的体积比为5:1。

作为优选的，在上述的制备方法中，所述Suzuki偶联反应在氮气氛围下，在150℃下反应48h。