[发明专利]一种高氮含量共轭微孔聚合物的合成方法

说明书

本发明涉及一种高氮含量共轭微孔聚合物的合成方法，包括：将四(4‑溴苯基)甲烷与芳二胺混合，加入钯催化剂、催化剂配体、碱剂，然后在氮气气氛下加入溶剂105～115℃下进行偶联反应22～26h，经洗涤，真空干燥得到高氮含量共轭微孔聚合物；其中四(4‑溴苯基)甲烷、芳二胺、钯催化剂、催化剂配体、碱剂的摩尔比为1：2：0.05～0.1：0.1～0.15：5～5.5。本发明采用Buchwald‑Hartwig偶联反应，使得芳溴和芳胺在钯催化和碱存在下发生交叉偶联反应，生成C‑N键，从而合成高氮含量共轭微孔聚合物，在气体吸附、催化剂载体、能源存储等领域有重要的应用前景。

技术领域

本发明属于微孔聚合物技术领域，特别涉及一种高氮含量共轭微孔聚合物的合成方法。

背景技术

共轭微孔聚合物是由碳、氢、氧、氮、硼等轻质元素组成，包含大量孔径小于2nm的微孔，具有高表面积、三维共轭骨架、稳定性好、孔道结构可调控可修饰等特点，在众多领域显示出极大的应用价值，如气体吸附/分离、传感器、异相催化、光能捕捉及转移、电化学等。共轭微孔聚合物是近年来的研究热点。

常用的共轭微孔聚合物的合成方法包括Suzuki、Yamamoto、Sonogashira、Glaser等金属偶联反应、氧化聚合、环化三聚反应等。这些反应一般以形成C-C偶联为主，所得聚合物具有较大比表面积，但氮元素含量较少。据文献报道，氮元素的引入有利于共轭微孔聚合物在气体吸附、催化剂载体、能源存储等领域的应用。因此，急需寻找新型的共轭微孔聚合物的合成方法，使其骨架结构中含有大量氮元素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高氮含量共轭微孔聚合物的合成方法，采用一种新型偶联反应Buchwald-Hartwig，合成高氮含量微孔聚合物，其中溴代芳烃和芳香胺在钯催化剂的作用下，脱去溴化氢，生成C-N键，形成共轭微孔聚合物网络结构。C-N键的存在，可赋予微孔聚合物高氮含量和优异的氧化还原性，有利于共轭微孔聚合物在气体吸附、催化剂载体、能源存储等领域的应用。

本发明的一种高氮含量共轭微孔聚合物的合成方法，包括：

将四(4-溴苯基)甲烷与芳二胺混合，加入钯催化剂、催化剂配体、碱剂，然后在氮气气氛下加入溶剂105～115℃下进行偶联反应22～26h，经洗涤，真空干燥得到高氮含量共轭微孔聚合物；其中四(4-溴苯基)甲烷、芳二胺、钯催化剂、催化剂配体、碱剂的摩尔比为1：2：0.05～0.1：0.1～0.15：5～5.5。

所述芳二胺为含两个胺基的芳族化合物，选自对苯二胺、间苯二胺、邻苯二胺、2,3-二氨基吡啶、2,5-二氨基吡啶、2,6-二氨基吡啶或3,4-二氨基吡啶。

所述钯催化剂为双(二亚苄基丙酮)钯。

所述催化剂配体为2-二环己基膦-2',4',6'-三异丙基联苯。

所述碱剂为叔丁醇钠。

所述溶剂为甲苯，甲苯与四(4-溴苯基)甲烷的用量比为150mL：1mmol。

所述洗涤的工艺条件为：先用去离子水洗涤12h，然后用有机溶剂索氏提取洗涤24h。

所述有机溶剂为三氯甲烷和甲醇。

所述真空干燥的工艺参数为：真空干燥温度为55～65℃，真空干燥时间为22～26h。

所述高氮含量共轭微孔聚合物用于气体吸附、催化剂载体或能源存储。

有益效果