[发明专利]一种不对称双吡啶基烯烃化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种不对称双吡啶基烯烃化合物及其制备方法和应用，其中不对称双吡啶基烯烃化合物的化学结构式如下：本发明制备方法工艺简单，反应条件温和，产率高。本发明合成的1‑(2‑氨基‑3‑吡啶基)‑2‑(4‑吡啶基)‑乙烯化合物可以作为有机配体与过渡金属离子自组装形成配位聚合物[镉(1‑(2‑氨基‑3‑吡啶基)‑2‑(4‑吡啶基)‑乙烯)(5‑硝基‑1,3‑苯二甲酸基)]_n，镉配位聚合物在水中结构稳定，能催化光降解有机染料罗丹明B，使之成为无污染的CO₂和H₂O，并可多次循环利用。

技术领域

本发明涉及一种不对称双吡啶基烯烃化合物及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，多吡啶类化合物(例如，4,4’-联吡啶、邻菲啰啉等)及其构筑的配位聚合物一直是学术研究的热点课题之一。吡啶类化合物是含氮的芳杂环体系，有共轭的π键，吡啶上的氮原子既可以和金属离子形成配位键，也可以形成氢键。多吡啶化合物有多个配位点，配位模式多样，能形成结构各异的配位聚合物。而此类配位聚合物因具有迷人的拓扑结构和在荧光、催化、吸附、磁性以及非线性光学等方面具有广阔的应用前景而受到了多个学科的关注。

随着现代工业的飞速发展和人口的快速增长，水污染是人类社会必须面对的不可避免的环境问题。从纺织工业、印染工业排出的有机染料对水体的污染是面临的主要问题之一。多年来，人类一直采用传统的物理吸附和生物降解方法清理污水中的有机染料，但是这些方法对多数染料来说效果并不理想。罗丹明B是印染工业常用的有机染料之一，但是罗丹明B很难通过生物降解将其清除，也很难通过物理吸附将其清离，特别是当污染水体中罗丹明B溶度较低的时候。因此，通过化学反应将此类有机染料转化为无毒物质显得尤为重要。科学家的大量研究证明：通过加入合适的催化剂后，经催化，光可以有效降解污水中的有机染料，使其变成无毒的物质。此类催化剂都是一些半导体材料，包括：金属氧化物、金属硫化物、复合材料及金属配合物，它们都可以作为有效的催化剂对有机染料进行绿色降解。配位聚合物作为其中一种有效的催化剂引起了科研工作者的广泛关注，而构筑配位聚合物的有机配体对自组装形成的配位聚合物的结构及性质影响很大。因此，设计合成功能配位聚合物并将其开发成光降解染料的有效催化剂是一项非常有意义的工作。

发明内容

本发明旨在提供一种不对称双吡啶基烯烃化合物及其制备方法和应用，通过设计合成不对称双吡啶基烯烃化合物，并将其用于组装制备功能配位聚合物催化光降解有机染料罗丹明B。

本发明不对称双吡啶基烯烃化合物为1-(2-氨基-3-吡啶基)-2-(4-吡啶基)-乙烯，其化学结构式如下：

本发明不对称双吡啶基烯烃化合物的制备方法，包括中间体的制备、目标产物的合成和分离纯化各单元过程：

步骤1：中间体的制备

以乙腈为溶剂，将4-氯甲基吡啶盐酸盐和三苯基膦混合并回流搅拌反应3小时，反应结束后抽滤，获得中间体季鏻盐；

反应过程如下：

步骤2：目标产物的合成

在氮气气氛中，在冰水浴的条件下将中间体季鏻盐溶解在甲醇中，搅拌下缓慢滴加过量的甲醇钠的甲醇溶液，滴完后继续反应半小时生成磷叶立德，然后撤去冰水浴，升温至室温，搅拌下向反应液中滴加2-氨基-3-吡啶甲醛的甲醇溶液，滴完后在室温下继续搅拌反应5小时至Wittig反应完全；

步骤2中，中间体季鏻盐、2-氨基-3-吡啶甲醛与甲醇钠的摩尔比为1:1:3。

反应过程如下：

步骤3：分离纯化