[发明专利]含柱芳烃或去柱芳烃的多孔共轭聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含柱芳烃或去柱芳烃的多孔共轭聚合物及其制备方法和应用。所述含柱芳烃的多孔共轭聚合物的结构式如Ι‑6所示。所述去柱芳烃的多孔共轭聚合物通过对结构式为Ι‑6的含柱芳烃多孔共轭聚合物进行破环反应得到。

技术领域

本发明属于共轭聚合物制备技术领域，具体涉及一种含柱芳烃或去柱芳烃的多孔共轭聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

淡水是世界上最重要的天然资源之一。但是，有机污染物，包括农药，有机染料，石化产品及其转化产物，正在导致水生系统中令人无法接受的卫生状况，并影响了天然食物链和人类健康。到目前为止，如何解决水污染问题仍然是一个挑战。在各种水净化和循环技术中，吸附是一种快速、廉价且通用的方法。

近年来，大环集成聚合物由于具有主客特性，已成为一类新型的从水中选择性分子吸附的高级功能材料。环糊精和杯芳烃在吸收水中污染物方面具有优势。柱芳烃由于其独特的主客体特性，已被用于构建交联的多孔聚合物或共轭聚合物，以吸附，分离和去除水中的有机微量污染物。(Ju,H.,et al.,2019. 10(42),5821-5828)四苯甲烷具有四面体结构。自从朱光山教授的小组于2009 年首次合成具有前所未有的高表面积7100m2 g-1的多孔芳族骨架，接连报道了各种多孔芳族骨架。(Ben,T.,et al.,Angew.Chem.Int.Ed.，2009,48(50), 9457-9460)。但是，近来，合成新型的含柱芳烃的多孔共轭聚合物的报道相对较少，限制了含柱芳烃的多孔共轭聚合物的进一步应用。

发明内容

本发明的目的是，提供一种新型的含柱芳烃的多孔共轭聚合物以及去柱芳烃的多孔共轭聚合物。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案如下：

一种含柱芳烃的多孔共轭聚合物，其结构式如Ι-6所示：

其中，n为1。

本发明还提供所述含柱芳烃的多孔共轭聚合物的制备方法，该方法为：将硼酸酯前驱体与柱[5]芳烃前驱体，于溶剂中在碱性试剂和催化剂作用下进行聚合反应，得到结构式为Ι-6的聚合物；所述硼酸酯前驱体为四(4-(4,4’,5,5’)- 四甲基-1,3,2-二氧杂硼烷-2-基)苯基)甲烷，结构如I-5所示；所述柱[5]芳烃前驱体的结构式如I-3所示，所述催化剂为四(三苯基膦)钯、氯化钯或钯碳；

其中，n为1。

具体地，含柱[5]芳烃多孔共轭聚合物的制备路线如下：

所述结构式如I-3所示的柱[5]芳烃前驱体的制备方法为：将结构式如Ι-2 所示的双苯酚基-柱[5]芳烃与三氟甲磺酸酐在溶剂中用碱性试剂进行取代反应；所述的溶剂为二氯甲烷；所述的碱性试剂为吡啶。制备路线如下：

双苯酚基-柱[5]芳烃(结构式如Ι-2所示)通过如下方法制备获得：将双三氟甲磺酸酐-柱[5](结构式如Ι-1所示)与4-羟基苯基硼酸在溶剂中用碱性试剂及金属催化剂催化下进行取代反应；所述的溶剂为二氧六环和水；所述的碱性试剂为碳酸钾；所述的催化剂为四(三苯基膦)钯。制备路线如下：

硼酸酯前驱体(结构式如Ι-5所示)的制备方法为：将四(4-溴苯基)甲烷(结构式如Ι-4所示)与双(频哪醇)二硼烷在溶剂中用碱性试剂及试剂催化下进行反应；所述溶剂为二氧六环；所述的碱性试剂为醋酸钾；所述的催化剂为[1，1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯钯(II)。制备路线如下：