[发明专利]基于NiⅡ

说明书

本发明涉及一种基于Ni^Ⅱ的金属有机框架材料及其制备方法和应用。采用的技术方案：将2,5‑二取代(3,5‑二羧基苯基)异烟酸、Ni(NO₃)₂和N,N‑二甲基甲酰胺，加入到容器内，于常温下，搅拌溶解；加入去离子水，搅拌均匀，将容器密封后放入烘箱内，于353‑363K下保持3天；缓慢冷却到室温，静置至少1天后，得到绿色块状晶体；用N,N‑二甲基甲酰胺洗涤，过滤，干燥，得目标产物。本发明所制备的基于Ni^Ⅱ的金属有机框架材料制备方法简单，并且对无溶剂Biginelli反应展示出良好的选择性催化性能。

技术领域

本发明涉及的是一种基于Ni^Ⅱ的金属有机框架材料，具体的说，涉及一种对Biginelli反应表现出催化活性的具有笼型孔腔的金属有机框架材料的制备及其应用。

背景技术

金属-有机框架材料(MOFs)是目前配位化学以及材料科学研究中的一个热点研究领域。 MOFs的结构具有优越的可设计性以及方便的后修饰性，可以方便调节孔径大小以及控制活性官能团的种类，使得MOFs在催化研究领域扮演着重要的角色。基于过渡金属离子的金属有机骨架材料，由于具有不饱和的金属位点，因而可以作为催化剂催化许多有机反应。

绿色化学与社会可持续发展要求在设计化学合成路线与生产工艺时就考虑减少甚至消除有害物的使用与产生。近年来的研究主要集中在限制有机溶剂的使用或寻找新的、环境友好的替代品。这些经济的、替代溶剂和工艺是化学工业所关注的。常用的绿色反应介质有超临界流体、离子液体、水等，发展的另一方向是无溶剂反应。

嘧啶环广泛存在于自然界，是生命系统必须的分子结构单元。嘧啶衍生物的合成与转化、生物活性与代谢研究是有意义的。二氢嘧啶酮是一类重要的含氮杂环化合物，多具有生物活性，在医药、生物等方面具有重要应用。但该方法反应时间长、操作复杂、产率低。多年来合成3,4-二氢嘧啶-2-酮类化合物的改良方法很多，但是这些改进的方法各自存在一定的缺点或不足，如反应温度高、使用有毒的溶剂或昂贵的催化剂、分离提纯难度大等，不符合绿色化学的要求。因此，对Biginelli反应的合成绿色化进行研究，实现3,4-二氢嘧啶酮类化合物的无溶剂绿色合成，具有反应环境友好、条件温和、操作简便、产物易于分离、产率高、经济、无毒、无污染、省时高效，丰富Biginelli二氢嘧啶硫酮类化合物的合成化学研究显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是利用含有吡啶基的2,5-二取代(3,5-二羧基苯基)异烟酸(H₄DDIA)作为有机配体，通过调节合成条件，利用溶剂热的方法构筑出一种新型的基于Ni^Ⅱ的金属有机框架材料，并研究其作为Lewis酸催化剂对Biginelli反应的催化性能。

本发明采用的技术方案是：一种基于Ni^Ⅱ的金属有机框架材料，包括以下合成步骤：

1)将2,5-二取代(3,5-二羧基苯基)异烟酸(H₄DDIA)、Ni(NO₃)₂和N,N-二甲基甲酰胺，加入容器中，于常温下，搅拌溶解；

2)加入去离子水，搅拌均匀，将容器密封后放入烘箱内，于353-363K下保持3天，升温速率为10K·min^-1；

3)缓慢冷却到室温，静置至少1天后，得到绿色块状晶体；优选的，缓慢冷却到室温的降温速率为10K·min^-1，并在室温下静置至少24小时。用N,N-二甲基甲酰胺洗涤，过滤，干燥，得目标产物。

上述的基于Ni^Ⅱ的金属有机框架材料，按摩尔比，2,5-二取代(3,5-二羧基苯基)异烟酸 (H₄DDIA):Ni(NO₃)₂＝1:1.0-1.5。