本发明涉及金属‑有机框架材料及催化剂技术领域,具体涉及一种金属‑有机框架材料及其制备方法和用途。金属‑有机框架材料的组成化学式如下:[Cu3(5,5'‑dsdibdc)1.5(H2O)2DMA]。金属‑有机框架材料是由5‑巯基间苯二甲酸、Cu(NO3)2·3H2O和DMA‑乙醇混合溶液进行回流反应得到。本发明的金属有机框架材料能够作为非均相催化剂有效地催化合成1,1‑二芳基类化合物,解决了均相铜催化剂在反应中容易失活、容易与底物结合产生复杂且不可分离的物种和目标产物分离与纯化困难的问题。
1.一种金属-有机框架材料,其特征在于,所述金属-有机框架材料的化学式为:[Cu3(5,5'-dsdibdc)1.5(H2O)2DMA]; 其中,5,5'-dsdibdc为5,5′-二硫代双-1,3-苯二甲酸,DMA为N,N-二甲基乙酰胺; 所述金属-有机框架材料是利用5-巯基间苯二甲酸和Cu(II)阳离子在溶剂体系下进行配位连接形成立方八面体笼状结构,且相邻的立方八面体笼通过S-S键连接形成fcu拓扑结构;其中,5-巯基间苯二甲酸在晶体合成过程中原位形成5,5′-二硫代双-1,3-苯二甲酸; 所述金属-有机框架材料结晶于正交晶系,空间群为I4/m; 所述金属-有机框架材料的晶胞参数为α=β=γ=90°,Z=16。
2.根据权利要求1所述的金属-有机框架材料,其特征在于,所述金属-有机框架材料的基本单元为不对称单元,所述不对称单元包含3个Cu(II)阳离子、1.5个5,5′-二硫代双-1,3-苯二甲酸配体、2个配位的水分子和1个配位的DMA分子。
3.权利要求1所述的金属-有机框架材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: 在搅拌下,将5-巯基间苯二甲酸、Cu(NO3)2·3H2O和DMA-乙醇混合溶液混合均匀后,进行回流反应,冷却后过滤,得到所述金属-有机框架材料。
4.根据权利要求3所述的金属-有机框架材料的制备方法,其特征在于,5-巯基间苯二甲酸与Cu(NO3)2·3H2O的摩尔比为1:2~2.5。
5.根据权利要求3所述的金属-有机框架材料的制备方法,其特征在于,DMA-乙醇混合溶液中,DMA与乙醇的体积比为1:3~4; 5-巯基间苯二甲酸与DMA-乙醇混合溶液的用量比为1mmol:25~30mL。
6.权利要求1所述的金属-有机框架材料的用途,其特征在于,所述金属-有机框架材料作为催化剂用于催化合成1,1-二芳基类化合物的用途。
7.根据权利要求6所述的用途,其特征在于,所述金属-有机框架材料作为具有光氧化还原和交叉偶联双重功能的非均相催化剂用于催化合成1,1-二芳基类化合物的用途。
8.根据权利要求6所述的用途,其特征在于,所述1,1-二芳基类化合物的结构通式如下式(I-1)或式(I-2)所示: 式(I-1)和式(I-2)中,R1选自H、甲基、式(II-1)、式(II-2)、式(II-3)或者式(II-4)所示的基团: R2选自甲基、式(III-1)、式(III-2)、式(III-3)、式(III-4)、或者式(III-5)所示的基团: M1、M2分别独立选自甲基或式(IV-1)所示的基团:
9.根据权利要求8所述的用途,其特征在于,所述1,1-二芳基类化合物具体为如下化合物中的一种:
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