[发明专利]一种含冠醚羧酸类化合物BPDC-12-C-4及其制备方法和用途

说明书

一种含冠醚羧酸类化合物BPDC‑12‑C‑4，属有机化学合成领域，在9,10‑菲二酮中搅拌添加N‑溴代琥珀酰亚胺（NBS）合成化合物1，将化合物1溶解于四氢呋喃，反应完成后乙酸乙酯萃取并旋蒸获得化合物2，将化合物2溶解于N,N‑二甲基甲酰胺（DMF）中，加入1,2‑二(2‑氯乙氧基)乙烷、碳酸钾获取化合物3，将化合物3用N,N‑二甲基乙酰胺（DMA）溶解，注射入装有氰化亚铜的反应瓶获取化合物4，将化合物4和氢氧化钠溶解于混合溶剂中，搅拌回流，最后去溶剂、调PH值、抽滤、水洗、干燥后得到BPDC‑12‑C‑4，用途是可以作为配体用于合成金属有机框架物，即将冠醚衍生物嵌入金属有机框架材料的配体中，在催化、气体吸附与分离、等方面显示出巨大的应用前景。

技术领域

本发明涉含冠醚羧酸类化合物BPDC-12-C-4以及这种化合物的制备方法和用途，属有机化学合成领域。

背景技术

冠醚是一种大分子环状化合物，内部有很大的空间，能与正电离子特别是碱金属离子发生络合反应，把无机物带入有机物中，具有高配位结合的选择性。且其能随环的大小不同而与不同的离子络合，起到有选择性络合的效果。基于以上性质，冠醚常被作为相转移催化剂并日益受到科学家的重视。

金属有机框架材料，是由金属离子或金属簇与桥连有机配体通过自组装络合而成的一种具有周期性网络结构的晶态多孔材料。既不同于有机材料，也不同于无机材料，金属有机框架材料兼有无机材料的刚性和有机材料的柔性特征，具有高孔隙率，大的比表面积以及多金属活性位点。而由于金属离子或者金属簇以及有机配体可供选择的多样性，它同时具有可供调节的孔道环境。基于以上优点，金属有机框架材料在荧光、气体分离存储、催化、质子导体，药物运输传感等方面具有重要应用前景，成为了材料研究领域最活跃的方向之一。

而随着金属-有机框架材料的出现和发展，考虑到冠醚特殊的性质，将冠醚衍生物嵌入金属有机框架材料的配体中所带来的在催化及发光领域的潜在的应用也引起了人们的兴趣。并且在催化、气体吸附与分离、等方面显示出巨大的应用前景。由此，制备含冠醚羧酸类化合物仍然具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含冠醚羧酸类化合物BPDC-12-C-4，同时提供BPDC-12-C-4的合成方法，其可作为金属框架有机材料的潜在配体。

为实现本发明的目的，本发明所述的一种含冠醚羧酸类化合物BPDC-12-C-4，具有如下结构式：

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此化合物采用下述合成路线：

（1）将9,10-菲二酮缓慢添加到浓硫酸中，搅拌添加N-溴代琥珀酰亚胺（NBS），充分搅拌后，将混合物加入冰/水浴中，随后深橙色固体（化合物1）通过过滤收集，并用水和甲醇的混合溶液冲洗；

（2）将化合物1溶解于四氢呋喃，加入催化剂连二亚硫酸钠（Na2S2O4）后充分搅拌，反应完成后乙酸乙酯萃取，用硫酸镁干燥，旋蒸获得化合物2；

（3）将化合物2溶解于N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，随后向该溶液加入1,2-二(2-氯乙氧基)乙烷、碳酸钾，加热回流；待冷却后，用盐酸反应掉催化剂碳酸钾，对反应液进行萃取，旋蒸除掉萃取剂，剩余的溶剂DMF减压蒸馏除去，得黄色油状液体，温度降低后固化，通过硅胶柱层析法对其进行进一步提纯，得化合物3；

（4）取氰化亚铜置于真空反应瓶中，将化合物3用N,N-二甲基乙酰胺（DMA）溶解，注射入反应瓶，加热回流；待反应冷至室温，将反应液倒入三氯化铁的溶液中，搅拌过夜；对获得的混合物进行抽滤，滤液经萃取后旋蒸，得黄色油状液体，加入大量水进行洗涤，洗掉DMA，得浅黄色固体，通过硅胶柱层析法对其进行进一步提纯，旋蒸除去溶剂，得到化合物4；