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一种手性共价有机框架材料及其合成方法和应用.pdf

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文档编号：8778313

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201511004165.7 (22)申请日 2015.12.29 C07D 403/04(2006.01) C07D 403/14(2006.01) B01J 31/06(2006.01) C07B 53/00(2006.01) (71)申请人兰州大学地址 730000 甘肃省兰州市城关区天水南路 222 号 (72)发明人王为许海森丁三元 (74)专利代理机构北京中恒高博知识产权代理有限公司 11249 代理人陆菊华 (54) 发明名称一种手性共价有机框架材料及其合成方法和应用 (57) 摘要本发明公开一种手性共。

2、价有机框架材料的合成方法，该方法包括如下步骤：（1）在惰性气氛下，手性前体与均苯三甲醛由醋酸催化反应得到固体产物，所述手性前体的结构式为，其中 Boc 为叔丁氧羰基；（2）步骤（1）所得固体产物脱除叔丁氧羰基，得到所述手性共价有机框架材料。本发明成功合成了一种手性共价有机框架材料，其具有较大的比表面积和规则的孔道结构，对酮与醛的不对称 Aldol 反应具有良好的催化活性和循环稳定性，是一种良好的多相手性催化剂，极大地拓展类分子筛材料在手性催化领域的应用。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求。

3、书1页说明书7页附图5页 CN 105622579 A 2016.06.01 CN 105622579 A 1.一种手性共价有机框架材料的合成方法，包括如下步骤：（1）在惰性气氛下，手性前体与均苯三甲醛由醋酸催化反应得到固体产物，所述手性前体的结构式为，其中Boc为叔丁氧羰基，（2）步骤（1）所得固体产物脱除叔丁氧羰基，得到所述手性共价有机框架材料。 2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述醋酸的摩尔量为均苯三甲醛摩尔量的0.8-40倍。 3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：步骤（1）的反应温度为80-150。 4.根据权利要求1所。

4、述的合成方法，其特征在于：步骤（2）在180-300和惰性气氛下加热脱除叔丁氧羰基。 5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：均苯三甲醛与手性前体的摩尔比为1: (1-2)。 6.依权利要求1-5任一所述方法制得的手性共价有机框架材料。 7.权利要求6所述手性共价有机框架材料作为手性催化剂的应用。 8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述手性共价有机框架材料用于催化酮与醛的不对称Aldol反应。 9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述手性共价有机框架材料用于催化丙酮与芳香醛的不对称Aldol反应。 10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所。

5、述芳香醛为苯甲醛、对硝基苯甲醛、邻硝基苯甲醛、对氰基苯甲醛或2-萘甲醛。权利要求书 1/1 页 2 CN 105622579 A 2 一种手性共价有机框架材料及其合成方法和应用技术领域 0001 本发明属于有机功能性材料领域，具体涉及一种手性共价有机框架材料及其合成方法和应用。背景技术 0002 手性是自然界普遍存在的现象，对生命的起源和人类的生活起着至关重要的作用。手性构型不同的分子，其生物活性可能明显不同，所以得到光学纯的手性化合物是一个非常重大的研究领域。通过手性催化剂实现不对称催化反应是获得光学纯化合物最有效的方法。 0003 现有研究表明， L脯氨酸。

6、及其衍生物对酮与醛的不对称Aldol反应具有良好的催化效果（ “有机小分子催化的不对称羟醛缩合反应” ，姜丽娟等，有机化学， 2006年第26卷第5 期，第618-626页）。但L脯氨酸及其衍生物属于均相手性催化剂，存在不易与产物分离的缺点，限制了其在工业上的广泛应用。均相手性催化剂的多相化是解决这一问题的主要途径。无机分子筛是目前最成功的多相催化剂，它在精细化工和石油化工等领域取得了巨大成功。科学家受此启发，希望能合成手性分子筛，并将其应用于多相手性催化领域。虽然付出了很大的努力，但是到目前为止，还没有一例手性分子筛被成功应用于手性催化。 0004 。

7、共价有机框架材料(COFs)是一种新兴的类分子筛材料，在近年来引起了广泛的关注，目前在气体吸附/分离/储存，药物缓释，光电（器件），催化等领域已有初步的应用。共价有机框架材料的合成前体多样，可以通过改变前体来调控其结构和性能；同时它具有大的比表面积和有序的孔道，便于反应原料和产物的传输；因此共价有机框架材料是作为多相手性催化剂的理想选择。可以预见手性共价有机框架材料的发展将会极大拓展类分子筛材料在手性催化领域的应用。发明内容 0005 本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种手性共价有机框架材料及其合成方法和应用。 0006 为了解决上述技术。

8、问题，本发明提供了如下的技术方案：一种手性共价有机框架材料的合成方法，包括如下步骤：（1）在惰性气氛下，手性前体与均苯三甲醛由醋酸催化反应得到固体产物，所述手性前说明书 1/7 页 3 CN 105622579 A 3 体的结构式为，其中Boc为叔丁氧羰基；（2）步骤（1）所得固体产物脱除叔丁氧羰基，得到所述手性共价有机框架材料。 0007 进一步，所述醋酸的摩尔量为均苯三甲醛摩尔量的0.8-40倍，更优选的为6-12倍。 0008 进一步，步骤（1）的反应温度为80-150。 0009 步骤（1）的反应体系对溶剂没有特别要求，使反应物溶解即可，可。

9、以采用1,4-二氧六环、乙醇、四氢呋喃、均三甲苯等，优选采用它们的组合，如1,4-二氧六环+均三甲苯、乙醇+均三甲苯、四氢呋喃+均三甲苯等，反应物手性前体与均苯三甲醛的总浓度一般控制在 1-100g/L。 0010 进一步，步骤（2）在180-300和惰性气氛下加热脱除叔丁氧羰基。 0011 进一步，均苯三甲醛与手性前体的摩尔比优选为1:(1-2)，更优选的为1:(1.5-2)。 0012 所述手性前体的合成方法，包括如下步骤：（1）在氯甲酸乙酯和三乙胺的作用下， N-叔丁氧羰基-L-脯氨酸与3,6-二溴-1,2-苯二胺反应，得到的中间物再在醋酸作用下反。

10、应得到化合物3：；（2）在碳酸钾和四三苯基磷钯的作用下，化合物3与对硝基苯硼酸反应得到化合物4：说明书 2/7 页 4 CN 105622579 A 4 ；（3）化合物4经氢气还原，即得到所述手性前体。 0013 依上述任一方法制得的手性共价有机框架材料。 0014 所述手性共价有机框架材料作为手性催化剂的应用。 0015 进一步，所述手性共价有机框架材料用于催化酮与醛的不对称Aldol反应。 0016 更进一步，所述手性共价有机框架材料用于催化丙酮与芳香醛的不对称Aldol反应。 0017 进一步，所述芳香醛为苯甲醛、对硝基苯甲醛、邻硝基苯甲醛、对氰基苯甲醛、 2。

11、-萘甲醛等。 0018 本发明成功合成了一种手性共价有机框架材料，其具有较大的比表面积和规则的孔道结构，对酮与醛的不对称Aldol反应具有良好的催化活性和循环稳定性，是一种良好的多相手性催化剂，极大地拓展类分子筛材料在手性催化领域的应用。附图说明 0019 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明手性共价有机框架材料的粉末X射线衍射图谱。 0020 图2是本发明手性共价有机框架材料的固体核磁谱图。 0021 图3是本发明手性共价有机框架材料的傅里叶红外图谱。 0022。

12、图4是本发明手性共价有机框架材料的氮气吸脱附等温线和孔径分布曲线。 0023 图5是本发明手性共价有机框架材料的热重分析曲线。 0024 图6为本发明手性共价有机框架材料在催化使用后的粉末X射线衍射谱图。具体实施方式 0025 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。说明书 3/7 页 5 CN 105622579 A 5 0026 实施例1 （1）手性前体1的合成方法如下：化合物3的合成：取一个单口瓶，加入N-叔丁氧羰基-L-脯氨酸（5.17g,24.0mmol），无水二氯甲烷（60 。

13、mL），搅拌溶解并冷却至0。缓慢滴加氯甲酸乙酯（2.28mL,24.0mmol）和无水三乙胺（6.65mL,48.0mmol），然后一次性加入3,6-二溴-1,2-苯二胺（5.32g,20.0mmol）。让反应体系升至室温，并在室温下搅拌反应36h。反应结束后，向反应体系中加入水100mL，用二氯甲烷萃取，有机相用饱和食盐水洗涤后，用无水硫酸钠干燥，蒸干溶剂得到棕色油状物。向该棕色油状物中加入冰醋酸（25mL），在65下搅拌反应12h。反应结束后，冷却至室温，向反应体系中加入饱和碳酸钠溶液中和反应，直至反应体系为碱性，用乙酸乙酯萃取。

14、，有机相用饱和食盐水洗涤后，用无水硫酸钠干燥。蒸干溶剂后，用柱层析分离（石油醚：乙酸乙酯=8:1），可得到化合物3 （白色固体， 3.91g），收率44%。 1HNMR(400MHz, CDCl3): =11.18(s,1H),7.19(d,J=36.2Hz,2H),5.14(m,1H),3.45(m, 2H),2.99(m,1H),2.19(m,2H),2.071.91(m,1H),1.50(s,9H).13CNMR (100MHz,CDCl3): =156.5,156.1,141.2,134.2,125.7,112.0,102.3,80.9, 54.7,47.3,28.。

15、5,28.3,24.7.HRMS:m/zcalcdforC16H20Br2N3O2M+H+: 443.9916,found:443.9908。 0027 化合物4的合成：取一两口瓶，加入化合物3 （886mg,2.0mmol），对硝基苯硼酸（768mg,4.6mmol），碳酸钾（828mg,6.0mmol），四三苯基磷钯（233mg,0.2mmol）。体系用氩气置换三次，并用氩气保护。通过注射向反应瓶中加入经过脱气处理的1,4二氧六环（16mL）和水（4mL）的混合溶液。反应体系在100下加热回流8h。反应结束后，蒸干溶剂，向残留物中加入水，。

16、用二氯甲烷萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤后用无水硫酸钠干燥。蒸干溶剂后，用柱层析分离（二氯甲烷），得到化合物4 （黄色固体， 720mg），收率72%。 1HNMR(400MHz,CDCl3): =11.54(s,1H),8.36(d,J=7.5Hz,6H),7.80(d,J=8.2Hz,2H),7.60 (d,J=7.8Hz,1H),7.46(d,J=7.8Hz,1H),5.17(m,1H),3.603.40(m, 2H),3.10(m,1H),2.352.11(m,2H),2.07(m,1H),1.53(s,9H).13CNMR (100MHz,CDCl3): =。

17、156.9,156.6,147.1,146.9,144.6,140.9,133.0,129.8, 128.3,124.4,123.6,122.8,122.0,81.0,54.8,47.4,28.3,27.9,24.8.HRMS: m/zcalcdforC28H28N5O6M+H+:530.2034,found:530.2046。说明书 4/7 页 6 CN 105622579 A 6 0028 手性前体1的合成：取一个单口瓶，加入化合物4 （529mg,1.0mmol）， 5%钯碳（212mg,0.1mmol），无水四氢呋喃（40mL）。反应体系用氢气置换5次，并在氢气。

18、氛围下（30）搅拌反应24h。反应结束后，用硅藻土过滤，向滤液中加入正己烷（150mL），然后在-4下冷却24h，有大量固体析出，过滤，干燥即可得到手性前体1 （422mg），收率90%。 1HNMR(400MHz,DMSO): = 11.93(d,J=21.7Hz,1H),7.86(d,J=7.4Hz,2H),7.30(d,J=7.7Hz, 2H),7.26(m,1H),7.157.02(m,1H),6.67(dd,J=32.0,8.0Hz,4H),5.19 (dd,J=47.3,7.4Hz,4H),5.094.95(m,1H),3.59(m,1H),3.40(。

19、m,1H), 2.24(m,1H),2.04(m,2H),1.87(m,1H),1.42(s,5H),1.10(s,4H).13CNMR (150MHz,DMSO): =156.7,155.9,153.9,153.4,148.2,148.1,147.7,147.6, 140.7,140.4,132.1,132.0,129.3,129.2,128.7,128.6,128.5,128.5,126.1, 126.0,125.6,125.5,123.7,123.6,121.0,120.9,119.0,118.9,114.2,113.6, 78.6,78.1,55.2,54.7,48.3,46.6,46。

20、.4,33.1,31.5,28.1,27.8,23.7,23.1. HRMS:m/zcalcdforC28H32N5O2M+H+:470.2550,found:470.2565。 0029 （2）手性共价有机框架材料的合成：将8.1mg均苯三甲醛以及35.2mg手性前体1加入到耐压管中。然后加入0.2mL二氧六环以及0.8mL均三甲苯，摇匀后加入0.15mL3mol/L的醋酸溶液。将耐压管用橡胶塞密封后，用氩气置换三次，然后快速将橡胶塞取下，用聚四氟乙烯塞子将耐压管密封。将其置于烘箱中，于90反应三天。反应结束后，在耐压管底部有固体产生，将固体转移至离心管中，。

21、用丙酮，四氢呋喃分别离心洗涤3次。将固体于100下烘干，得到黄色固体粉末（将其命为 CCOF-LZU72-Boc） 29.8mg,收率73%。 0030 将CCOF-LZU72-Boc （15.0mg）置于耐压管中，用氩气置换3次，然后将其用聚四氟乙烯塞子密封。将其置于预先加热到245的烘箱中，加热反应15min，即可得到CCOF- LZU72。 0031 图1为产物的X射线衍射图谱，其中图1a对应于CCOF-LZU72-Boc,图1b对应于 CCOF-LZU-72，图1c对应于手性前体1，图1d对应于均苯三甲醛。通过对比CCOF-LZU72-Boc和原料的粉末。

22、X射线衍射图谱，可以确定本发明成功合成了一种新的共价有机框架材料。 0032 图2为产物的固体核磁谱图，其中图2a对应于CCOF-LZU72-Boc，图2b对应于CCOF- LZU-72。 0033 图3为产物的红外谱图，其中图3a对应于CCOF-LZU72-Boc，图3b对应于CCOF- LZU72，图3c对应于手性前体1，图3d对应于均苯三甲醛。说明书 5/7 页 7 CN 105622579 A 7 0034 图4为产物的氮气吸脱附曲线以及孔径分布曲线，该数据表明CCOF-LZU72-Boc和 CCOF-LZU72均具有较大的比表面积和规则的孔道结构，其比表面积分别为。

23、： 916m2g-1和 1114m2g-1。 0035 通过对比CCOF-LZU72和CCOF-LZU72-Boc的粉末X射线衍射图谱、固体核磁谱图、红外谱图、氮气吸脱附曲线以及孔径分布曲线，可以发现CCOF-LZU72-Boc加热脱除保护基团（Boc）后，材料的晶型结构仍能得到保持。 0036 图5为材料的热重曲线，其中图5a对应于CCOF-LZU72，图5b对应于CCOF-LZU72- Boc，可以看出， CCOF-LZU72-Boc在180-280区间有一个明显的失重过程，该失重源于 CCOF-LZU72-Boc上叔丁氧羰基的脱除。 0037 （3） CCOF-L。

24、ZU72的手性催化性能以常见的丙酮与对硝基苯甲醛的不对称Aldol反应为例，考查CCOF-LZU72对酮与醛的不对称Aldol反应催化活性。 0038 将CCOF-LZU72 （13.2mg），邻硝基苯甲酸（5.0mg），丙酮（1.0mL）加入到反应管中，室温搅拌5min。然后加入对硝基苯甲醛(45.3mg)，在室温下搅拌反应4h。反应结束后，通过离心或者过滤并洗涤的方法，收集液体，减压除去溶剂后，残留物通过柱层析纯化（石油醚:乙酸乙酯=3:1， V/V）即可得到目标产物，产率90%， ee为45% （通过高效液相色谱测得）。 0039 将上述。

25、离心或过滤出来的CCOF-LZU72用二氯甲烷洗涤，干燥后重新用于催化上述反应。 0040 用CCOF-LZU72-Boc替代CCOF-LZU72，未发现对上述反应有催化活性，这是因为 CCOF-LZU72-Boc催化位点被叔丁氧羰基保护。 0041 图6为CCOF-LZU72重复使用后的X射线衍射图谱，可以看出， CCOF-LZU72能够催化使用四次，材料的有序性得到了保持。随着循环次数的增多，反应的立体选择性得到保持，但是反应时间逐渐延长，这主要是因为材料的有序性逐渐降低，阻碍了反应原料和产物的传输。 0042 实施例2 将8.1mg均苯三甲醛以及35.2mg手。

26、性前体1加入到耐压管中。然后加入0.2mL无水乙说明书 6/7 页 8 CN 105622579 A 8 醇以及0.8mL均三甲苯，摇匀后加入0.10mL3mol/L的醋酸溶液。将耐压管用橡胶塞密封后，用氩气置换三次，然后快速将橡胶塞取下，用聚四氟乙烯塞子将耐压管密封。将其置于烘箱中，于100反应三天。反应结束后，在耐压管底部有固体产生，将固体转移至离心管中，用丙酮，四氢呋喃分别离心洗涤3次。将固体于100下烘干，得到CCOF-LZU72-Boc。 0043 将CCOF-LZU72-Boc （15.0mg）置于耐压管中，用氩气置换3次，然后将其用聚四。

27、氟乙烯塞子密封。将其置于预先加热到235的烘箱中，加热反应25min，即可得到CCOF- LZU72。 0044 实施例3 将16.2mg均苯三甲醛以及70.4mg手性前体1加入到耐压管中。然后加入0.2mL四氢呋喃以及1.8mL均三甲苯，摇匀后加入0.4mL3mol/L的醋酸溶液。将耐压管用橡胶塞密封后，用氩气置换三次，然后快速将橡胶塞取下，用聚四氟乙烯塞子将耐压管密封。将其置于烘箱中，于80反应三天。反应结束后，在耐压管底部有固体产生，将固体转移至离心管中，用丙酮，四氢呋喃分别离心洗涤3次。将固体于100下烘干，得到CCOF-LZU72-Boc。

28、。 0045 将CCOF-LZU72-Boc （15.0mg）置于耐压管中，用氩气置换3次，然后将其用聚四氟乙烯塞子密封。将其置于预先加热到245的烘箱中，加热反应15min，即可得到CCOF- LZU72。 0046 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书 7/7 页 9 CN 105622579 A 9 图1 说明书附图 1/5 页 10 CN 105622579 A 10 图2 说明书附图 2/5 页 11 CN 105622579 A 11 图3 图4 说明书附图 3/5 页 12 CN 105622579 A 12 图5 说明书附图 4/5 页 13 CN 105622579 A 13 图6 说明书附图 5/5 页 14 CN 105622579 A 14 。

摘要
申请专利号：	CN201511004165.7	申请日：	20151229
公开号：	CN105622579A	公开日：	20160601
当前法律状态：		有效性：	有效
法律详情：
IPC分类号：	C07D403/04,C07D403/14,B01J31/06,C07B53/00	主分类号：	C07D403/04,C07D403/14,B01J31/06,C07B53/00
申请人：	兰州大学
发明人：	王为,许海森,丁三元
地址：	730000 甘肃省兰州市城关区天水南路222号
优先权：	CN201511004165A
专利代理机构：	北京中恒高博知识产权代理有限公司	代理人：	陆菊华
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内容摘要

本发明公开一种手性共价有机框架材料的合成方法，该方法包括如下步骤：（1）在惰性气氛下，手性前体与均苯三甲醛由醋酸催化反应得到固体产物，所述手性前体的结构式为，其中Boc为叔丁氧羰基；（2）步骤（1）所得固体产物脱除叔丁氧羰基，得到所述手性共价有机框架材料。本发明成功合成了一种手性共价有机框架材料，其具有较大的比表面积和规则的孔道结构，对酮与醛的不对称Aldol反应具有良好的催化活性和循环稳定性，是一种良好的多相手性催化剂，极大地拓展类分子筛材料在手性催化领域的应用。

权利要求书

1.一种手性共价有机框架材料的合成方法，包括如下步骤：（1）在惰性气氛下，手性前体与均苯三甲醛由醋酸催化反应得到固体产物，所述手性前体的结构式为，其中Boc为叔丁氧羰基，（2）步骤（1）所得固体产物脱除叔丁氧羰基，得到所述手性共价有机框架材料。 2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述醋酸的摩尔量为均苯三甲醛摩尔量的0.8-40倍。 3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：步骤（1）的反应温度为80-150℃。 4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：步骤（2）在180-300℃和惰性气氛下加热脱除叔丁氧羰基。 5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：均苯三甲醛与手性前体的摩尔比为1:(1-2)。 6.依权利要求1-5任一所述方法制得的手性共价有机框架材料。 7.权利要求6所述手性共价有机框架材料作为手性催化剂的应用。 8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述手性共价有机框架材料用于催化酮与醛的不对称Aldol反应。 9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述手性共价有机框架材料用于催化丙酮与芳香醛的不对称Aldol反应。 10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述芳香醛为苯甲醛、对硝基苯甲醛、邻硝基苯甲醛、对氰基苯甲醛或2-萘甲醛。

说明书

技术领域

本发明属于有机功能性材料领域，具体涉及一种手性共价有机框架材料及其合成方法和应用。

背景技术

手性是自然界普遍存在的现象，对生命的起源和人类的生活起着至关重要的作用。手性构型不同的分子，其生物活性可能明显不同，所以得到光学纯的手性化合物是一个非常重大的研究领域。通过手性催化剂实现不对称催化反应是获得光学纯化合物最有效的方法。

现有研究表明，L脯氨酸及其衍生物对酮与醛的不对称Aldol反应具有良好的催化效果（“有机小分子催化的不对称羟醛缩合反应”，姜丽娟等，有机化学，2006年第26卷第5 期，第618-626页）。但L脯氨酸及其衍生物属于均相手性催化剂，存在不易与产物分离的缺点，限制了其在工业上的广泛应用。均相手性催化剂的多相化是解决这一问题的主要途径。无机分子筛是目前最成功的多相催化剂，它在精细化工和石油化工等领域取得了巨大成功。科学家受此启发，希望能合成手性分子筛，并将其应用于多相手性催化领域。虽然付出了很大的努力，但是到目前为止，还没有一例手性分子筛被成功应用于手性催化。

共价有机框架材料(COFs)是一种新兴的类分子筛材料，在近年来引起了广泛的关注，目前在气体吸附/分离/储存，药物缓释，光电（器件），催化等领域已有初步的应用。共价有机框架材料的合成前体多样，可以通过改变前体来调控其结构和性能；同时它具有大的比表面积和有序的孔道，便于反应原料和产物的传输；因此共价有机框架材料是作为多相手性催化剂的理想选择。可以预见手性共价有机框架材料的发展将会极大拓展类分子筛材料在手性催化领域的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种手性共价有机框架材料及其合成方法和应用。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种手性共价有机框架材料的合成方法，包括如下步骤：

（1）在惰性气氛下，手性前体与均苯三甲醛由醋酸催化反应得到固体产物，所述手性前体的结构式为，其中Boc为叔丁氧羰基；

（2）步骤（1）所得固体产物脱除叔丁氧羰基，得到所述手性共价有机框架材料。

进一步，所述醋酸的摩尔量为均苯三甲醛摩尔量的0.8-40倍，更优选的为6-12倍。

进一步，步骤（1）的反应温度为80-150℃。

步骤（1）的反应体系对溶剂没有特别要求，使反应物溶解即可，可以采用1,4-二氧六环、乙醇、四氢呋喃、均三甲苯等，优选采用它们的组合，如1,4-二氧六环+均三甲苯、乙醇+均三甲苯、四氢呋喃+均三甲苯等，反应物手性前体与均苯三甲醛的总浓度一般控制在 1-100g/L。

进一步，步骤（2）在180-300℃和惰性气氛下加热脱除叔丁氧羰基。

进一步，均苯三甲醛与手性前体的摩尔比优选为1:(1-2)，更优选的为1:(1.5-2)。

所述手性前体的合成方法，包括如下步骤：

（1）在氯甲酸乙酯和三乙胺的作用下，N-叔丁氧羰基-L-脯氨酸与3,6-二溴-1,2-苯二胺反应，得到的中间物再在醋酸作用下反应得到化合物3：；

（2）在碳酸钾和四三苯基磷钯的作用下，化合物3与对硝基苯硼酸反应得到化合物4：；

（3）化合物4经氢气还原，即得到所述手性前体。

依上述任一方法制得的手性共价有机框架材料。

所述手性共价有机框架材料作为手性催化剂的应用。

进一步，所述手性共价有机框架材料用于催化酮与醛的不对称Aldol反应。

更进一步，所述手性共价有机框架材料用于催化丙酮与芳香醛的不对称Aldol反应。

进一步，所述芳香醛为苯甲醛、对硝基苯甲醛、邻硝基苯甲醛、对氰基苯甲醛、2-萘甲醛等。

本发明成功合成了一种手性共价有机框架材料，其具有较大的比表面积和规则的孔道结构，对酮与醛的不对称Aldol反应具有良好的催化活性和循环稳定性，是一种良好的多相手性催化剂，极大地拓展类分子筛材料在手性催化领域的应用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明手性共价有机框架材料的粉末X射线衍射图谱。

图2是本发明手性共价有机框架材料的固体核磁谱图。

图3是本发明手性共价有机框架材料的傅里叶红外图谱。

图4是本发明手性共价有机框架材料的氮气吸脱附等温线和孔径分布曲线。

图5是本发明手性共价有机框架材料的热重分析曲线。

图6为本发明手性共价有机框架材料在催化使用后的粉末X射线衍射谱图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

（1）手性前体1的合成方法如下：

化合物3的合成：

取一个单口瓶，加入N-叔丁氧羰基-L-脯氨酸（5.17g,24.0mmol），无水二氯甲烷（60 mL），搅拌溶解并冷却至0℃。缓慢滴加氯甲酸乙酯（2.28mL,24.0mmol）和无水三乙胺（6.65mL,48.0mmol），然后一次性加入3,6-二溴-1,2-苯二胺（5.32g,20.0mmol）。让反应体系升至室温，并在室温下搅拌反应36h。反应结束后，向反应体系中加入水100mL，用二氯甲烷萃取，有机相用饱和食盐水洗涤后，用无水硫酸钠干燥，蒸干溶剂得到棕色油状物。向该棕色油状物中加入冰醋酸（25mL），在65℃下搅拌反应12h。反应结束后，冷却至室温，向反应体系中加入饱和碳酸钠溶液中和反应，直至反应体系为碱性，用乙酸乙酯萃取，有机相用饱和食盐水洗涤后，用无水硫酸钠干燥。蒸干溶剂后，用柱层析分离（石油醚：乙酸乙酯=8:1），可得到化合物3（白色固体，3.91g），收率44%。1HNMR(400MHz, CDCl3):δ=11.18(s,1H),7.19(d,J=36.2Hz,2H),5.14(m,1H),3.45(m, 2H),2.99(m,1H),2.19(m,2H),2.07–1.91(m,1H),1.50(s,9H).13CNMR (100MHz,CDCl3):δ=156.5,156.1,141.2,134.2,125.7,112.0,102.3,80.9, 54.7,47.3,28.5,28.3,24.7.HRMS:m/zcalcdforC16H20Br2N3O2[M+H]+: 443.9916,found:443.9908。

化合物4的合成：

取一两口瓶，加入化合物3（886mg,2.0mmol），对硝基苯硼酸（768mg,4.6mmol），碳酸钾（828mg,6.0mmol），四三苯基磷钯（233mg,0.2mmol）。体系用氩气置换三次，并用氩气保护。通过注射向反应瓶中加入经过脱气处理的1,4二氧六环（16mL）和水（4mL）的混合溶液。反应体系在100℃下加热回流8h。反应结束后，蒸干溶剂，向残留物中加入水，用二氯甲烷萃取，合并有机相，用饱和食盐水洗涤后用无水硫酸钠干燥。蒸干溶剂后，用柱层析分离（二氯甲烷），得到化合物4（黄色固体，720mg），收率72%。1HNMR(400MHz,CDCl3): δ=11.54(s,1H),8.36(d,J=7.5Hz,6H),7.80(d,J=8.2Hz,2H),7.60 (d,J=7.8Hz,1H),7.46(d,J=7.8Hz,1H),5.17(m,1H),3.60–3.40(m, 2H),3.10(m,1H),2.35–2.11(m,2H),2.07(m,1H),1.53(s,9H).13CNMR (100MHz,CDCl3):δ=156.9,156.6,147.1,146.9,144.6,140.9,133.0,129.8, 128.3,124.4,123.6,122.8,122.0,81.0,54.8,47.4,28.3,27.9,24.8.HRMS: m/zcalcdforC28H28N5O6[M+H]+:530.2034,found:530.2046。

手性前体1的合成：

取一个单口瓶，加入化合物4（529mg,1.0mmol），5%钯碳（212mg,0.1mmol），无水四氢呋喃（40mL）。反应体系用氢气置换5次，并在氢气氛围下（30℃）搅拌反应24h。反应结束后，用硅藻土过滤，向滤液中加入正己烷（150mL），然后在-4℃下冷却24h，有大量固体析出，过滤，干燥即可得到手性前体1（422mg），收率90%。1HNMR(400MHz,DMSO):δ= 11.93(d,J=21.7Hz,1H),7.86(d,J=7.4Hz,2H),7.30(d,J=7.7Hz, 2H),7.26(m,1H),7.15–7.02(m,1H),6.67(dd,J=32.0,8.0Hz,4H),5.19 (dd,J=47.3,7.4Hz,4H),5.09–4.95(m,1H),3.59(m,1H),3.40(m,1H), 2.24(m,1H),2.04(m,2H),1.87(m,1H),1.42(s,5H),1.10(s,4H).13CNMR (150MHz,DMSO):δ=156.7,155.9,153.9,153.4,148.2,148.1,147.7,147.6, 140.7,140.4,132.1,132.0,129.3,129.2,128.7,128.6,128.5,128.5,126.1, 126.0,125.6,125.5,123.7,123.6,121.0,120.9,119.0,118.9,114.2,113.6, 78.6,78.1,55.2,54.7,48.3,46.6,46.4,33.1,31.5,28.1,27.8,23.7,23.1. HRMS:m/zcalcdforC28H32N5O2[M+H]+:470.2550,found:470.2565。

（2）手性共价有机框架材料的合成：

将8.1mg均苯三甲醛以及35.2mg手性前体1加入到耐压管中。然后加入0.2mL二氧六环以及0.8mL均三甲苯，摇匀后加入0.15mL3mol/L的醋酸溶液。将耐压管用橡胶塞密封后，用氩气置换三次，然后快速将橡胶塞取下，用聚四氟乙烯塞子将耐压管密封。将其置于烘箱中，于90℃反应三天。反应结束后，在耐压管底部有固体产生，将固体转移至离心管中，用丙酮，四氢呋喃分别离心洗涤3次。将固体于100℃下烘干，得到黄色固体粉末（将其命为 CCOF-LZU72-Boc）29.8mg,收率73%。

将CCOF-LZU72-Boc（15.0mg）置于耐压管中，用氩气置换3次，然后将其用聚四氟乙烯塞子密封。将其置于预先加热到245℃的烘箱中，加热反应15min，即可得到CCOF- LZU72。

图1为产物的X射线衍射图谱，其中图1a对应于CCOF-LZU72-Boc,图1b对应于 CCOF-LZU-72，图1c对应于手性前体1，图1d对应于均苯三甲醛。通过对比CCOF-LZU72-Boc和原料的粉末X射线衍射图谱，可以确定本发明成功合成了一种新的共价有机框架材料。

图2为产物的固体核磁谱图，其中图2a对应于CCOF-LZU72-Boc，图2b对应于CCOF- LZU-72。

图3为产物的红外谱图，其中图3a对应于CCOF-LZU72-Boc，图3b对应于CCOF- LZU72，图3c对应于手性前体1，图3d对应于均苯三甲醛。

图4为产物的氮气吸脱附曲线以及孔径分布曲线，该数据表明CCOF-LZU72-Boc和 CCOF-LZU72均具有较大的比表面积和规则的孔道结构，其比表面积分别为：916m2g-1和 1114m2g-1。

通过对比CCOF-LZU72和CCOF-LZU72-Boc的粉末X射线衍射图谱、固体核磁谱图、红外谱图、氮气吸脱附曲线以及孔径分布曲线，可以发现CCOF-LZU72-Boc加热脱除保护基团（Boc）后，材料的晶型结构仍能得到保持。

图5为材料的热重曲线，其中图5a对应于CCOF-LZU72，图5b对应于CCOF-LZU72- Boc，可以看出，CCOF-LZU72-Boc在180℃-280℃区间有一个明显的失重过程，该失重源于 CCOF-LZU72-Boc上叔丁氧羰基的脱除。

（3）CCOF-LZU72的手性催化性能

以常见的丙酮与对硝基苯甲醛的不对称Aldol反应为例，考查CCOF-LZU72对酮与醛的不对称Aldol反应催化活性。

将CCOF-LZU72（13.2mg），邻硝基苯甲酸（5.0mg），丙酮（1.0mL）加入到反应管中，室温搅拌5min。然后加入对硝基苯甲醛(45.3mg)，在室温下搅拌反应4h。反应结束后，通过离心或者过滤并洗涤的方法，收集液体，减压除去溶剂后，残留物通过柱层析纯化（石油醚:乙酸乙酯=3:1，V/V）即可得到目标产物，产率90%，ee为45%（通过高效液相色谱测得）。

将上述离心或过滤出来的CCOF-LZU72用二氯甲烷洗涤，干燥后重新用于催化上述反应。

用CCOF-LZU72-Boc替代CCOF-LZU72，未发现对上述反应有催化活性，这是因为 CCOF-LZU72-Boc催化位点被叔丁氧羰基保护。

图6为CCOF-LZU72重复使用后的X射线衍射图谱，可以看出，CCOF-LZU72能够催化使用四次，材料的有序性得到了保持。随着循环次数的增多，反应的立体选择性得到保持，但是反应时间逐渐延长，这主要是因为材料的有序性逐渐降低，阻碍了反应原料和产物的传输。

实施例2

将8.1mg均苯三甲醛以及35.2mg手性前体1加入到耐压管中。然后加入0.2mL无水乙醇以及0.8mL均三甲苯，摇匀后加入0.10mL3mol/L的醋酸溶液。将耐压管用橡胶塞密封后，用氩气置换三次，然后快速将橡胶塞取下，用聚四氟乙烯塞子将耐压管密封。将其置于烘箱中，于100℃反应三天。反应结束后，在耐压管底部有固体产生，将固体转移至离心管中，用丙酮，四氢呋喃分别离心洗涤3次。将固体于100℃下烘干，得到CCOF-LZU72-Boc。

将CCOF-LZU72-Boc（15.0mg）置于耐压管中，用氩气置换3次，然后将其用聚四氟乙烯塞子密封。将其置于预先加热到235℃的烘箱中，加热反应25min，即可得到CCOF- LZU72。

实施例3

将16.2mg均苯三甲醛以及70.4mg手性前体1加入到耐压管中。然后加入0.2mL四氢呋喃以及1.8mL均三甲苯，摇匀后加入0.4mL3mol/L的醋酸溶液。将耐压管用橡胶塞密封后，用氩气置换三次，然后快速将橡胶塞取下，用聚四氟乙烯塞子将耐压管密封。将其置于烘箱中，于80℃反应三天。反应结束后，在耐压管底部有固体产生，将固体转移至离心管中，用丙酮，四氢呋喃分别离心洗涤3次。将固体于100℃下烘干，得到CCOF-LZU72-Boc。

将CCOF-LZU72-Boc（15.0mg）置于耐压管中，用氩气置换3次，然后将其用聚四氟乙烯塞子密封。将其置于预先加热到245℃的烘箱中，加热反应15min，即可得到CCOF- LZU72。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。