[发明专利]一种可见光催化苯乙烯双官能化反应的金属-有机框架材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种可见光催化苯乙烯双官能化反应的金属‑有机框架材料及其制备方法和应用，所述材料的分子式为C₃₀H₁₇Cl₂N₂O_5.5Co_0.5，晶系为单斜，空间群为C2/c，晶胞参数为：α＝90.00°，β＝104.889(2)°，γ＝90.00°，单胞中分子个数为8；所述材料的化学通式为Co_0.5(DCF)(bpy)(H₂O)_0.5，其中，DCF为2',7'‑二氯荧光素，bpy为4,4'‑联吡啶。本发明提供的材料具有在可见光条件下催化苯乙烯双官能化反应合成1,3‑氧杂硫杂环戊烷‑2‑亚氨基的高效性能，本发明的制备工艺简单，催化效率高，循环稳定性好，易于大规模制备。

技术领域

本发明属于光催化材料技术领域，具体涉及一种可见光催化苯乙烯双官能化反应的金属-有机框架材料及其制备方法和应用。

背景技术

在催化方面，1,3-氧杂硫杂环戊烷-2-亚氨基衍生物的生态可持续合成在学术和工业上都非常有吸引力，因为它们是有机合成中非常有价值的中间体，并已被用作开发抗癌药物的核心结构。在已报道的文献中，通过可见光-光氧化还原催化苯乙烯的双官能化是一种有效的策略，即利用了最便宜的可见光又可以利用空气中的氧气来原位形成游离态自由基作为氧化剂促进催化循环。

荧光素，2',7'-二氯荧光素等是一种廉价的具有可见光吸收的环保型有机染料，已被广泛用作对环境无害的光敏催化剂。但是，这种染料的均相使用导致其快速的载体重组/失活，以及在光催化反应中的低稳定性(自降解和光漂白)。由金属离子和有机连接体通过配位自组装所形成的金属-有机框架材料(MOFs)，因其具有独特的性质，如大的比表面积，高的孔隙率，结构可调性等特点，在光催化领域得到广泛的应用。但是，目前研究的MOFs材料要真正应用到高效的可见光催化苯乙烯的双官能化反应，科研工作者还需解决如下问题：(1)大多数受MOFs可见光利用率差，合成成本高；(2)在可见光光谱区域中具有光催化活性的MOF仍然相对罕见，循环稳定性不高。

因此，开发一种价格便宜、环境友好、具有高效可循环的可见光光催化性能的MOFs至关重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种可见光催化苯乙烯双官能化反应的金属-有机框架材料及其制备方法和应用，该材料价格便宜，环境友好，可见光响应强，其制备工艺简单，可大规模生产。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种可见光催化苯乙烯双官能化反应的金属-有机框架材料，所述材料的分子式为C₃₀H₁₇Cl₂N₂O_5.5Co_0.5，晶系为单斜，空间群为C2/c，晶胞参数为：a＝23.022(3)α＝90.00°，β＝104.889(2)°，γ＝90.00°，单胞中分子个数为8；所述材料的化学通式为Co_0.5(DCF)(bpy)(H₂O)_0.5，其中，DCF为2',7'-二氯荧光素，bpy为4,4'-联吡啶，DCF和bpy的结构式分别为：

一种可见光催化苯乙烯双官能化反应的金属-有机框架材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)按照摩尔比(1～1.2):(2.0～2.3):(2.4～2.6)分别称取2',7'-二氯荧光素、4,4'-联吡啶和钴的可溶性盐，并置于玻璃样品瓶中，加入甲醇和水体积比为1:1的混合溶剂，并搅拌均匀；

步骤2)将玻璃样品瓶置于水热合成反应釜中，在75℃～85℃条件下恒温反应23～27h；