[发明专利]基于四苯基苯的异构共价有机框架材料及制备方法

说明书

本发明公开了基于四苯基苯的异构共价有机框架材料及制备方法，其中的一种基于四苯基苯的异构共价有机框架材料用式(III)；本发明的基于四苯基苯的异构共价有机框架材料p‑TPB‑COF‑H和p‑TPB‑COF‑M可以由相同单体1,4‑二(4‑甲酰基苯基)‑2,5‑二(4‑氨基苯基)苯通过溶剂的调控成功构筑，为异构COFs的设计合成提供了新思路，本发明的基于四苯基苯的异构共价有机框架材料，分别用于维生素B₁₂的选择性吸附和水蒸气吸附。

技术领域

本发明属于高分子有机多孔材料领域，特别是涉及基于四苯基苯的异构共价有机框架材料p-TPB-COF-H、p-TPB-COF-M及制备方法。

背景技术

同分异构现象是化学领域中非常有意思的一种现象，指的是物质具有相同分子式但是具有不同的结构和性质。此现象在药物分子，多孔有机分子笼，无机纳米簇以及金属有机框架材料(MOFs)领域较为常见，而且这些同分异构体的性质往往相差很大。同分异构体的形成与很多因素有关，以金属有机框架材料为例，有机配体的种类、合成溶剂的差异、金属离子的改变以及合成方式的不同都有可能导致异构体的出现，但是目前所报道的这些同分异构体很多是以混相的状态出现的，如何定向合成某种特定结构的异构体仍然是一个难题。

共价有机框架(Covalent organic frameworks,COFs)是一类新兴的晶态有机多孔材料，其固有的多孔性和规整的有序孔道结构使得这类材料在光催化、气体的存储与分离、有机污染物的吸附与分离，药物缓释等方面有着潜在的应用价值，在近些年得到了学术界的广泛研究和关注。但是异构现象在COFs领域却极为罕见，这可能与传统COFs使用两种或者是三种单体在特定溶剂条件下共缩聚制备密切相关。特定的溶剂体系可能限制了COFs在形成有序结构时的选择性，因此即使两种共缩聚单体有可能形成异构的框架结构，但是在溶剂条件的制约下往往只能得到一种拓扑结构的框架材料。最近报道的系列A₂B₂型双官能团单体在构筑COFs时具有较低的溶剂依赖性和良好的再现性，这些因素可能对构筑异构COFs有利。并且目前为止尚未有使用异构的A₂B₂型单体构筑异构的COFs材料的相关报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供合成基于四苯基苯的异构共价有机框架材料的单体1,4-二(4-甲酰基苯基)-2,5-二(4-氨基苯基)苯。

本发明的第二个目的是提供1,4-二(4-甲酰基苯基)-2,5-二(4-氨基苯基)苯的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种基于四苯基苯的异构共价有机框架材料。

本发明的第四个目的是提供一种基于四苯基苯的异构共价有机框架材料的制备方法。

本发明的第五个目的是提供另一种基于四苯基苯的异构共价有机框架材料。

本发明的第六个目的是提供另一种基于四苯基苯的异构共价有机框架材料的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

1,4-二(4-甲酰基苯基)-2,5-二(4-氨基苯基)苯，其结构如式(II)所示，简称：p-TPB：

1,4-二(4-甲酰基苯基)-2,5-二(4-氨基苯基)苯的制备方法，包括如下步骤：

1)将1,4-二溴-2,5-二碘苯和4-甲酰基苯硼酸，在混合溶剂中，通过钯催化剂催化的铃木偶联反应得到1,4-二溴-2,5-(4-甲酰基苯基)苯(I)；

2)将1,4-二溴-2,5-(4-甲酰基苯基)苯(I)和4-氨基苯硼酸频哪醇酯，通过钯催化剂催化的铃木偶联反应，得到1,4-二(4-甲酰基苯基)-2,5-二(4-氨基苯基)苯(II)，简称p-TPB；反应式如下：