[发明专利]一种具有活化惰性C-H键功能的曙红Y基金属有机框架的制备方法及其应用

说明书

本发明属于光催化材料技术领域，一种具有活化惰性C‑H键功能的曙红Y基金属有机框架的制备方法及其应用，其中制备方法，是以曙红Y配体EY、4,4‑联吡啶‑N,N‑二氧化合物配体BPDO，以金属镉盐中的Cdsupgt;2+/supgt;作为金属节点，通过溶剂热法制得具有活化惰性C‑H键功能的曙红Y基金属有机框架。本发明制备的具有活化惰性C‑H键功能的曙红Y基金属有机框架原料价格低廉、易合成，能够在温和的条件下实现醚类化合物和芳香醛类化合物C‑H键的功能化，产率高达90％以上。Cd‑EY‑BPDO作为一种非均相催化剂，易于批量制备，催化效果优异并且具有良好的可回收性，有望以一种绿色和可持续的方式实现惰性C‑H键的功能化。

技术领域

本发明涉及一种具有活化惰性C-H键功能的曙红Y基金属有机框架的制备方法及其应用，属于光催化材料技术领域。

背景技术

C-H键功能化被誉为有机化学中的“圣杯”反应，利用活化惰性的C-H键构建C-C键、C-O键和C-N键具有官能团耐受性好、成本低廉和原子经济性高等特点，因此在大宗化学品的制备和药物活性分子的官能化中具有重要意义。醚类和羰基类结构广泛存在于天然产物、药物和药物中间体中。四氢呋喃型木脂素类化合物作为一种含有四氢呋喃结构单元的天然抗癌药物，由于其具有较高的生物活性和较低的毒性，因此在抗肿瘤药物的研发中受到人们的广泛关注。扑热息痛作为一种含有羰基类结构的药物，作用机理主要是通过抑制环氧化酶，选择性的抑制下丘脑体温调节中枢前列腺素的合成，导致外周血管扩张、出汗而达到解热的作用。当前，过渡金属催化已成为活化惰性的C-H键最重要的方式之一。但是利用过渡金属活化惰性的C-H键通常需要比较苛刻的反应条件，例如加入化学计量的氧化剂(过氧化物、高价碘等)和高温，从而导致副产物的产生并降低原子经济性。其次，反应过程中氧化剂的大量加入可能导致过渡金属中心还原消除具有选择性的问题。最后，氧化剂衍生的副产物可能导致产物分离困难。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种具有活化惰性C-H键功能的曙红Y基金属有机框架的制备方法及其应用。使用该方法制备得到的曙红Y基金属有机框架通过将EY作为有机配体引入金属有机框架中，在形成一种新型的非均相催化剂的同时，保留了EY自身具有活化惰性C-H键的功能。解决了过渡金属催化过程中低原子利用率和过渡金属中心还原消除具有选择性等问题。利用过滤、离心等简单的方式即可实现产物和催化剂的分离，此外此催化体系不需要额外加入氧化剂，因此这有望成为一种更加绿色的方式实现惰性C-H键的活化。

为了实现上述发明目的，解决现有技术中所存在的问题，本发明采取的技术方案是：

一种具有活化惰性C-H键功能的曙红Y基金属有机框架的制备方法，是以曙红Y配体EY、4,4-联吡啶-N,N-二氧化合物配体BPDO，以金属镉盐中的Cd²⁺作为金属节点，通过溶剂热法制得具有活化惰性C-H键功能的曙红Y基金属有机框架，其合成路线如下：

EY+BPDO+Cd²⁺→Cd-EY-BPDO；

所述金属镉盐选自四水合硝酸镉、二水合乙酸镉或氯化镉水合物中的一种；

所述曙红Y配体EY具有如下(A)分子结构式，

式中：X为钠，Y为溴原子；

所述4,4-联吡啶-N,N-二氧化合物配体BPDO具有如下(B)分子结构式，

式中：X为氧原子；

所述Cd-EY-BPDO的制备方法，包括以下步骤：