有機多孔聚合物(POPs)是一種新興的多孔材料,具有廣泛的應用前景。北京理工大學材料學院的黃木華課題組長期以來關(guān)注功能性有機多孔聚合物的實用制備及應用技術(shù)。該小組先后實現(xiàn)了Cu粉催化的Ullmann偶聯(lián)反應制備硝基功能化的有機多孔材料NO2-PAF-1(Polym. Chem., 2016, 7, 770),利用NaBH4介導的還原偶聯(lián)反應,快速制備了偶氮鍵鏈接的有機多孔聚合物材料Azo-POP-1、Azo-POP-2和Azo-POP-3(J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 5608)。
為了引入更多的氮原子,并在銅金屬離子的快速吸附和作為CH活化氧化反應的異相催化劑載體,該課題組設計了三氨基三偶氮苯結(jié)構(gòu)單元的有機多孔聚合物材料。借助1,3,5-三氨基苯與芳香二重氮鹽的偶氮偶聯(lián)聚合反應,該課題組實現(xiàn)了高氮含量的功能性有機多孔聚合物Azo-POP-4,
Azo-POP-5和Azo-POP-6的快速制備。該工作具有以下特色:
(1)高氮含量(24N%)且具有鄰氨基偶氮官能團的有機多孔聚合物材料Azo-POP-4, Azo-POP-5和Azo-POP-6的設計和制備,在世界上為首次。-N=N-與-CH=N-鍵為等電子體,但是對酸的耐受性大大提高,同時氮含量大大提高,合成更加容易。
(2) 所制備的 Cu@Azo-POP-4 催化劑對于C-H活化氧化反應顯示出很高的催化效率,可回收利用性很好,同時避免了銅離子對產(chǎn)物的污染。
(3) 前官能化策略合成高氮含量的功能性有機多孔聚合物材料。巧妙地利用氨基的誘導和定位效應促進偶聯(lián)聚合反應的進行,避免保護基的使用,提高原子經(jīng)濟性。
該工作發(fā)表在Chemistry of Materials (Functional Porous Organic Polymers Comprising Triaminotriphenylazobenzene Subunit as a Platform for Copper Catalyzed Aerobic C-H Oxidation, 2019, DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b00590) (SCI頂級期刊,影響因子10.2)上。博士后劉向向、研究生羅賢升和本科生鄧漢林為該論文的共同第一作者,黃木華研究員為通訊作者。該工作得到了國家自然科學基金(No. 21772013)、北京市自然科學基金(No. 2162039)以及中央高?;究蒲袠I(yè)務費專項基金的大力資助。同時,該工作也得到了材料學院先進材料實驗中心的大力支持。
原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.chemmater.9b00590