[发明专利]手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜及其制备与应用

权利要求书

1.手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)以6,6'-二氯-2,2'-二乙氧基-[1,1'-联萘]-4,4'-二羧酸为起始原料，依次通过羟基去保护、羧基酯化、冠醚功能化及酯基水解，得到冠醚功能化的手性联萘二羧酸配体；

步骤1)具体为：

1-1)将化合物S1、三溴化硼及二氯甲烷混合，反应脱去化合物S1的乙基，得到含羟基的化合物S2；

1-2)将化合物S2、甲醇及浓硫酸混合，反应使化合物S2的羧基酯化，得到化合物S3；

1-3)将化合物S3、四氢呋喃、氢化钠及二对甲苯磺酸戊乙二醇混合，通过反应对化合物S3的羟基进行功能化修饰，得到含冠醚的化合物S4；

1-4)将化合物S4、氢氧化锂、四氢呋喃、甲醇及水混合，反应使化合物S4的酯基水解，得到化合物S5；

所述的化合物S1为6,6'-二氯-2,2'-二乙氧基-[1,1'-联萘]-4,4'-二羧酸，结构式如下：

所述的化合物S2的结构式如下：

所述的化合物S3的结构式如下：

所述的化合物S4的结构式如下：

所述的化合物S5为冠醚功能化的手性联萘二羧酸配体，结构式如下：

2)将冠醚功能化的手性联萘二羧酸配体、硫代杯芳烃、金属盐及溶剂混合，通过溶剂热法反应得到手性金属有机分子笼晶体；

3)将手性金属有机分子笼晶体活化后作为填料，与溶剂及活化后的聚醚砜高分子基质混合得到铸膜液；

4)将铸膜液通过相转化的方法制备得到手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜。

2.根据权利要求1所述的手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜的制备方法，其特征在于，所述的三溴化硼的用量为3-6倍当量；所述的二对甲苯磺酸戊乙二醇的用量为2-5倍当量；所述的氢氧化锂的用量为5-8倍当量。

3.根据权利要求1所述的手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜的制备方法，其特征在于，步骤1-1)中，反应条件为：在室温下搅拌过夜；步骤1-2)中，反应条件为：在65-75℃下反应25-35h；步骤1-3)中，反应条件为：在65-75℃下反应30-40h；步骤1-4)中，反应条件为：在70-80℃下反应10-15h。

4.根据权利要求1所述的手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述的冠醚功能化的手性联萘二羧酸配体、硫代杯芳烃及金属盐的摩尔比为(1.5-2.5):1:(3.5-4.5)，所述的溶剂为甲醇与N,N-二甲基甲酰胺按照质量比1:(0.5-2)组成的混合液，所述的金属盐为Ni或Co的金属盐，反应条件为：在80-100℃下反应12-24h；所述的硫代杯芳烃的结构式如下：

5.根据权利要求1所述的手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述的手性金属有机分子笼晶体的活化过程为：先利用甲醇对手性金属有机分子笼晶体进行溶剂交换，之后于70-90℃真空干燥12-36h；所述的聚醚砜高分子基质的活化过程为：在110-130℃减压干燥12-36h；所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺与四氢呋喃按照质量比(9-39):1组成的混合液；所述的聚醚砜高分子基质的分子量为47000-55000；混合时，在室温下搅拌48-72h。

6.根据权利要求1所述的手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜的制备方法，其特征在于，步骤4)具体为：将铸膜液倒在平整的玻璃板表面，在刮膜器的作用下，获得厚度均匀的混合基质膜；当混合基质膜表面的溶剂挥发30-300s后，将玻璃板置于去离子水中，通过相转化使混合基质膜从玻璃板的表面分离，得到手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜；所述的刮膜器的宽度为75-85mm，刀口厚度为50-200μm。

7.手性金属有机分子笼为填料的混合基质膜，其特征在于，该混合基质膜采用如权利要求1至6任一项所述的方法制备而成。