[发明专利]一种侧链修饰的共价有机框架化合物的合成方法

摘要

本发明公开了一种侧链修饰的共价有机框架化合物的合成方法，以BPTA、DMA、TAPB为原料合成COFs，采用COFs与叠氮化物的Click反应，形成侧链修饰的共价有机框架化合物。本发明通过对COFs骨架的侧链进行修饰，可以制备出能够特异性吸附和去除空气中有毒有害气体的新型填充材料，用于制造不同功能的军用和民用口罩。

主权项

1.一种侧链修饰的共价有机框架化合物的合成方法，包括以下步骤：(1)2,5‑二(2‑丙炔氧基)对苯二甲醛(BPTA)的合成1.1将对苯二酚溶解在乙腈中，加入溴丙炔和NaOH，通氮气室温搅拌反应16小时后，抽滤过滤走固体，取液体真空旋蒸干；用甲醇重结晶，得到黄色晶体,即为化合物1,4‑二(炔丙氧基)甲氧基苯；1.2将1,4‑二(炔丙氧基)甲氧基苯溶解在二恶烷中，依次加入甲醛和盐酸，加热至80℃冷凝回流反应12小时；冷却至室温后析出白色固体，过滤出白色固体，用甲醇重结晶，用冰甲醇洗三次，得到1,4‑二(氯甲基)‑2,5‑二(炔丙氧基)苯；1.3将1,4‑二(氯甲基)‑2,5‑二(炔丙氧基)苯溶解在氯仿中，加入乌洛托品55℃冷凝回流反应24小时；然后滤出固体，将其溶解在水中，加入乙酸，冷凝回流反应24小时；冷却后用DCM萃取出有机层，用无水Na₂SO₄搅拌除水，乙醇重结晶；旋蒸抽真空得到亮黄色固体，即为BPTA；(2)2,5‑二(2‑甲氧基)对苯二甲醛(DMA)的合成2.1将对二甲氧基苯溶解在二恶烷中，加入甲醛(质量浓度38％)和多聚甲醛，加热至90℃后，在半小时内缓慢加入盐酸，加热1小时后再加入盐酸；1小时后冷却至室温，析出白色固体，用丙酮重结晶得到产物1,4‑二(氯甲基)‑2,5‑二(甲氧基)苯；2.2将1,4‑二(氯甲基)‑2,5‑二(甲氧基)苯溶解在氯仿中，加入乌洛托品加热回流24小时；冷却到室温后，滤出黄色固体溶解在水中，加入乙酸，加热回流24小时；冷却到室温后，用DCM萃取出有机层，用无水Na₂SO₄除水，乙醇重结晶，得到产物DMA；(3)COFs(BPTA‑DMA‑TAPB)的合成将BPTA、DMA、TAPB溶解在o‑DCB和n‑BuOH的溶液中，并且加入乙酸；液氮冻上后，抽真空通氮气化冻，重复三次除氧；放在烘箱中120℃反应3天；冷却至室温后，用丙酮和四氢呋喃洗涤；抽真空烘干，得到产物COFs；(4)COFs与叠氮化物的Click反应将COFs加入到甲苯/正丁醇的溶液中，依次加入CuI、DIPEA和叠氮化物，室温搅拌反应24小时；离心收集沉淀，用乙醇洗涤，室温真空抽干，得到最终产品，即侧链修饰的共价有机框架化合物。