[发明专利]酰胺基桥连六羧酸配体和金属有机框架材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及金属有机框架材料领域，公开了一种酰胺基桥连六羧酸配体和金属有机框架材料及其制备方法和应用。该酰胺基桥连六羧酸配体具有式(Ⅰ)所示的结构。本发明提供的制备酰胺基修饰金属有机框架材料的方法具有合成原料廉价易得、反应条件温和、操作简单、副产物少且易于大批量制备的特点；本发明提供的酰胺基修饰金属有机框架材料具有性质稳定、比表面积大、性能易于调控、选择性吸附CO₂能力强、催化活性高且催化转化效果好和能够循环使用的特点。

技术领域

本发明涉及金属有机框架材料领域，具体地，涉及一种酰胺基桥连六羧酸配体和金属有机框架材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着经济社会的迅速发展，化石燃料大量燃烧，使空气中CO₂的浓度增大。

CO₂是主要的温室气体，但也是自然界中储量最丰富的C1资源，具有产量丰富、无毒、廉价、不易燃烧等特点，实现CO₂的吸附和化学转化不仅符合绿色化学的要求还具有较大的环境和经济效应。

通过CO₂与环氧化物发生环加成反应制备环状碳酸酯可以实现CO₂的资源化利用。

环状碳酸酯是一类具有高沸点、低蒸汽压、低毒等特性的重要有机合成原料，广泛应用于气体分离、化学合成、高能密度电池的电解液金属萃取及精细化工等领域。

目前已经使用的催化CO₂与环氧化物反应的催化剂有金属氧化物、离子液体催化剂、碱金属卤化物、过渡金属配合物等，但是它们存在催化活性不高、合成困难、反应时需要加入大量的有毒有机溶剂等问题。采用负载法将该类催化剂通过共价键或非共价键作用力负载到有机聚合物或无机载体上可以解决该问题，但该方法对载体需求量大、负载催化剂密度低、易失活、循环作用效果不佳。因此，开发高效易得、性质稳定、反应条件温和且催化活性高的催化剂尤为重要。

金属有机框架材料(metal organic frameworks,MOF)是由金属离子或金属团簇与有机配体通过配位自组装而成的周期性拓扑网络结构，目前广泛应用于气体吸附与分离等方面。它具有结构可塑、易于设计合成、孔隙率高、比表面积大、孔径分布均匀且难溶于大部分有机溶剂等优点，在多相催化等领域潜力巨大。

因此，开发一种稳定性好、活性高、催化转化效果好的多孔金属有机框架材料具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的催化剂活性不高、合成困难、反应时需要加入大量的有毒有机溶剂的问题，提供一种酰胺基桥连六羧酸配体及其制备方法，由该酰胺基桥连六羧酸配体能够获得稳定性好、活性高、催化转化效果好的新型多孔金属有机框架材料。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种酰胺基桥连六羧酸配体，该配体具有式(Ⅰ)所示的结构，

本发明的第二方面提供一种制备前述第一方面所述的配体的方法，该方法包括：

(1)将SOCl₂、DMF(N,N-二甲基甲酰胺)和3,5-二(甲氧基羰基) 苯甲酸进行第一接触反应，得到第一接触反应产物；

(2)在THF(四氢呋喃)和催化剂Ⅰ存在下，将所述第一接触反应产物和式(Ⅱ)所示的化合物进行第二接触反应，得到第二接触反应产物；

(3)在催化剂Ⅱ和碱性物质存在下，将所述第二接触反应产物进行水解反应，再依次酸化、过滤、水洗至中性，再用热甲醇洗涤2-3次，干燥后得到式(Ⅰ)所示的配体；