[发明专利]一种多孔芳香骨架化合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及多孔材料的合成领域，特别是涉及一种多孔芳香骨架化合物的制备方法。 

背景技术

在过去的二十多年中，多孔材料作为一种发展迅速的新型材料得到了越来越多的化学家和科学家的广泛关注，尤其是在气体吸附，气体储存，气体分离，化学反应催化等方面都有了良好的表现。 

在多孔材料中较早的一个系列是金属有机骨架系列，是利用无机金属离子和有机物的基团的配位作用，得到了孔径可调的一系列多孔材料。在2005年，Yaghi和其合作者认为利用拓扑结构，可以设计合成一些利用共价键而连接起来的多孔有机材料，并得到良好的稳定性和规整的骨架结构，在这之后共价有机骨架又展开了新一轮的蓬勃的发展。在2009年，吉林大学在提出了多孔芳香骨架化合物的合成及其制备之后，并且把这一领域能够获得的产品的比表面积到达了新的高度，此后，更多的多孔芳香骨架化合物被研制出来，并得到了诸多的科研和应用价值。 

多孔芳香骨架化合物指的是利用相应的有机反应，使有芳香性的有机分子发生共聚反应，形成一种有着一定尺寸的并有整齐孔道结构的有机化合物，这些化合物在气体的吸附和气体储存上都存在着极为重要的价值。 

目前，多孔芳香骨架化合物的合成主要是利用了可以进行连接的具有刚性的单体之间的聚合反应从而得到微孔聚合物。通常反应中，常用的聚合方法有以氨基生成反应、金属离子介导的酞菁化合物的合成、铜钯催化的炔基偶联，钯催化的芳基炔基偶联、钯催化的炔基和炔基之间的偶联、双（1，5-环辛二烯）镍介导的炔基和炔基之间的偶联、三氯化铁介导的硫苯之间的氧化偶联、钴介导的含炔三元环之间共聚反应、氯化锌介导的腈类三元环的聚合反应、亚胺生成反应、锂介导的四苯硅烷形成、硼酸酐的合成反应和硼酯缩合反应。 

但这些合成方法在反应过程中存在反应产率偏低、反应条件复杂且苛刻、反应物具有危险性、反应催化剂价格过高等诸多缺点，这些都成为抑制多孔芳香骨架化合物工业化和廉价获得的重大障碍。 

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种方便可行且造价低廉的多孔芳香骨架化合物的制备方法。 

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种多孔芳香骨架化合物的制备方法，包括步骤为： 

（1）将物质的量比为0.1～10:1的反应物与路易斯酸加入到有机溶剂中进行偶联反应，所述反应物是无取代基团的芳香族刚性单体；

（2）反应结束后先用乙醇和稀盐酸洗涤，再后处理得到多孔芳香骨架化合物。

在本发明一个较佳实施例中，步骤（1）中所述反应物为三苯胺、四苯甲烷、四苯硅烷或四苯锗烷。 

在本发明一个较佳实施例中，步骤（1）中所述有机溶剂为氯仿，所述有机溶剂加至所述反应物的物质的量浓度为0.001～10mol/L。 

在本发明一个较佳实施例中，步骤（1）中所述偶联反应的条件为在25～120℃下反应60分钟至10天。 

在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中先用10～100mL的温度为20～70℃的乙醇洗涤3～5次并过滤。 

在本发明一个较佳实施例中，步骤（2）中所述后处理过程为依次用10～100mL的温度为20～70℃的水、温度为20～60℃的乙醇、温度为20～60℃的丙酮和温度为20～60℃的氯仿洗涤3～5次并过滤，再在80～200℃下真空抽滤4～40小时，真空度小于10^-3mmHg。 

本发明的有益效果是：本发明的多孔芳香骨架化合物的制备方法，该制备方法中使用的催化剂廉价易得，成本低廉，反应产率极高，反应方法简单易行，反应条件基本易获得，具有非常高的应用价值和市场价值，极大的促进了该类芳香骨架化合物的应用前景。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中： 

图1是本发明第一较佳实施例生成聚四苯甲烷的反应方程式；

图2是本发明第一较佳实施例生成聚三苯胺的反应方程式；

图3是本发明第一较佳实施例生成聚四苯硅烷的反应方程式；

图4是本发明第一较佳实施例生成聚四苯锗的反应方程式；

图5是本发明所述聚三苯胺和所述三苯胺、所述聚四苯甲烷和所述四苯甲烷、所述聚四苯硅烷和所述四苯硅烷、所述聚四苯锗和所述四苯锗烷的红外谱图；