[发明专利]一种吲哚并咔唑共价有机框架材料及其合成方法

说明书

本发明公开了一种吲哚并咔唑共价有机框架材料及其合成方法，所述吲哚并咔唑共价有机框架材料的合成方法，其特征在于，将均苯三甲醛与吲哚并咔唑前体在有机溶剂中混合均匀后，在醋酸的催化下反应得到吲哚并咔唑共价有机框架材料；所述吲哚并咔唑前体为下述式1、式2或式3所示化合物；本发明方法制得的吲哚并咔唑共价有机框架材料具有较大的比表面积以及规则的孔道结构。式中，n‑Bu表示正丁基。

技术领域

本发明涉及有机合成及功能材料领域，具体涉及一种吲哚并咔唑共价有机框架材料及其合成方法。

背景技术

吲哚并咔唑具有较大的平面共轭结构，有利于电子转移，而且它也具有很强的结构可调性。以吲哚[3,2-b]咔唑为例，我们可以将其很多位置上的氢用不同的官能团取代，得到具有不同光电性能和机械性能的吲哚并咔唑衍生物，例如将5,11-位置上的氢用脂肪链取代，能够增加吲哚并咔唑的溶解度；在2,8-和3,9-位上的取代能够提高其分子堆积，而且在这些可取代的位置引入特定的基团能够有利于电荷载流子迁移和载流子的注入，使得其合成的寡聚物和高分子都具有独特的电学、光学、磁学等方面的性质。因其结构的独特性，吲哚并咔唑被广泛应用于药物分子、有机发光二极管、有机场效应晶体管、太阳能电池、传感器等方面。

共价有机框架材料是一种新兴的类分子筛材料，在近年来引起了广泛的关注，目前在气体吸附/分离/储存，药物缓释，光电(器件)，催化等领域已有初步的应用。共价有机框架材料具有大π共轭体系和晶型的结构，使得它在光电和传感领域具有很好的应用前景。

发明内容

基于上述现有技术的现状，本发明的目的是提供一种吲哚并咔唑共价有机框架材料及其合成方法。

具体地，本发明提供一种吲哚并咔唑共价有机框架材料的合成方法，其特征在于，将均苯三甲醛与吲哚并咔唑前体在有机溶剂中混合均匀后，在醋酸的催化下反应得到吲哚并咔唑共价有机框架材料；

所述吲哚并咔唑前体为下述式1、式2或式3所示化合物；

式中，n-Bu表示正丁基。

其中，所述有机溶剂为均三甲苯、1,4-二氧六环、或者1,4-二氧六环与均三甲苯的混合液、乙醇与均三甲苯的混合液、四氢呋喃与均三甲苯的混合液。

此外，优选所述有机溶剂为均三甲苯、1,4-二氧六环、或者体积比为1:4-4:1的1,4-二氧六环与均三甲苯的混合液、体积比为1:4-4:1的乙醇与均三甲苯的混合液、体积比为1:4-4:1的四氢呋喃与均三甲苯的混合液。

此外，均苯三甲醛与吲哚并咔唑前体的总浓度为1-100g/L，其中均三苯甲醛与吲哚并咔唑前体的摩尔比为4:6。

此外，醋酸的用量为均苯三甲醛摩尔用量的0.8-40倍。

此外，反应在80-150℃下进行。

此外，上述的反应在密封的反应器中发生，反应时间为3天。离心后干燥得到吲哚并咔唑共价有机框架材料。

本发明还提供一种如上所述的合成方法制得的吲哚并咔唑共价有机框架材料。

通过材料在X射线衍射谱图中的几个明显的衍射峰可知，材料的结构是长程有序的，而材料的孔径分布曲线说明其具有规则的孔道结构，再结合拓扑学知识和计算机模拟可知：通过本发明所述的合成方法制得的手性共价有机框架材料具有长程有序的二维六方结构和规则的孔道。

附图说明

图1是实施例1中产物及原料的X射线衍射谱图。

图2是实施例2中产物及原料的X射线衍射谱图。

图3是实施例3中产物及原料的X射线衍射谱图。