[发明专利]10-甲基吩噁嗪衍生物、其锆金属有机框架材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种10‑甲基吩噁嗪衍生物、其锆金属有机框架材料及制备方法。所述吩噁嗪衍生物包括10‑甲基吩噁嗪二甲酸，其具有如式(I)所示的结构：所述10‑甲基吩噁嗪二甲酸的锆金属有机框架材料具有高的结晶性，形貌均一。本发明提供的制备方法操作简单，原料易得，价格低廉，且有很高的反应收率；本发明制备的10‑甲基吩噁嗪二甲酸的锆金属有机框架材料在医药、催化、发光、材料科学等领域均有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于有机合成及纳米材料制备技术领域，具体涉及一种10-甲基吩噁嗪衍生物、其锆金属有机框架材料及制备方法与应用。

背景技术

多孔材料由于具有相对密度低、强度高、比表面积大、稳定性好、合成方法多样等优点，在催化，吸附与分离，生物，医学等领域具有广阔的应用前景。传统的多孔材料包括沸石、活性碳和介孔二氧化硅等，其结构和功能在分子水平上难以做出修饰和调整。而金属有机框架材料因其结构可控、多孔、比表面积高、可功能化等优点，在气体储存与分离，催化、光电化学等领域有着广泛的应用。

吩噁嗪类衍生物是一类含有富电子的氮原子与氧原子的芳香杂环结构，因其容易失去一个电子形成自由基正离子这一特殊性质，使其在医学、生物学、合成化学等方面有着广泛的应用。通过从分子水平设计并合成吩噁嗪功能性二羧酸单体，与金属络合成一种新的金属有机框架材料，使其在光催化等方面有一定的应用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种10-甲基吩噁嗪衍生物、其锆金属有机框架材料及制备方法与应用，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种10-甲基吩噁嗪-2，7-二甲醛，它具有如式(II)所示的结构：

本发明实施例还提供了一种10-甲基吩噁嗪-2，7-二甲酸二甲酯，它具有如式(III)所示的结构：

本发明实施例还提供了一种10-甲基吩噁嗪-2，7-二甲酸，它具有如式(Ⅳ)所示的结构：

本发明实施例还提供了一种10-甲基吩噁嗪-2，7-二甲酸的制备方法，其包括：

(1)在保护性气氛下，使包含所述2，7-二氰基-10-甲基吩噁嗪、二异丁基氢化铝和二氯甲烷溶剂的第一均匀混合反应体系于-78℃下反应2～4小时，制得10-甲基吩噁嗪-2，7-二甲醛；

(2)在保护性气氛下，使包含所述10-甲基吩噁嗪-2，7-二甲醛、第一碱性物质、氧化剂单质碘和第一溶剂的第二均匀混合反应体系于68～78℃下反应5～10小时，制得10-甲基吩噁嗪-2，7-二甲酸二甲酯；

(3)使包含10-甲基吩噁嗪-2，7-二甲酸二甲酯、第二碱性物质和第二溶剂的第三均匀混合反应体系于68℃下反应8～12小时，反应完全后再用稀盐酸酸化，制得10-甲基吩噁嗪-2，7-二甲酸。

本发明实施例的另一个方面还提供了一种10-甲基吩噁嗪-2，7-二甲酸的锆金属有机框架材料的制备方法，其包括：

使包含四氯化锆、10-甲基吩噁嗪-2，7-二甲酸、三氟乙酸和溶剂的均匀混合反应体系于120℃下反应2～5天。反应结束后，过滤，洗涤，干燥，制得10-甲基吩噁嗪-2，7-二甲酸的锆金属有机框架材料。

本发明实施例还提供了前述的10-甲基吩噁嗪-2，7-二甲酸的锆金属有机框架材料于医药、催化、发光或材料科学领域中的用途。