3,3',5,5'-聯(lián)苯四甲酸是一種苯甲酸衍生物，常溫常壓下為白色至類白色固體粉末，具有顯著的酸性和特殊的配位性能，不溶于水。3,3',5,5'-聯(lián)苯四甲酸在化學(xué)合成領(lǐng)域中主要用作有機(jī)合成中間體，它可借助羧酸單元的配位性質(zhì)應(yīng)用于多孔材料和有機(jī)框架化合物的制備。

圖1 3,3',5,5'-聯(lián)苯四甲酸的性狀圖

化學(xué)應(yīng)用

制備多孔材料

離子熱法是一種以離子液體或低共熔物替代傳統(tǒng)水或有機(jī)溶劑作為介質(zhì)，用于合成金屬配合物、納米材料、分子篩等材料的方法。該方法充分利用了離子液體溶解能力強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好、種類繁多等特點(diǎn)，能夠合成出結(jié)構(gòu)新穎、性質(zhì)獨(dú)特的新型功能化材料。研究人員以溴代1-乙基-3-甲基咪唑離子液體為介質(zhì)，以3,3',5,5'-聯(lián)苯四甲酸（HTB）為骨架，合成了錳、鋅等不同金屬的配位聚合物。3,3',5,5'-聯(lián)苯四甲酸作為有機(jī)骨架，在反應(yīng)中與不同金屬離子配位，形成了具有多孔結(jié)構(gòu)的配位聚合物。晶體結(jié)構(gòu)測(cè)試表明，這些聚合物一般含有不同數(shù)目和不同直徑的孔洞，可用于氣體的選擇性吸附分離以及有機(jī)小分子的萃取等方面。此外，離子液體除了作為3,3',5,5'-聯(lián)苯四甲酸的強(qiáng)極性溶劑外，還可作為平衡離子存在于孔洞內(nèi)部。

制備有機(jī)框架化合物

研究人員選用了3,3',5,5'-聯(lián)苯四甲酸（H?BPTC）作為有機(jī)配體，合成了多種金屬有機(jī)框架化合物（MOFs）類材料。3,3',5,5'-聯(lián)苯四甲酸在油浴法中分別與硝酸鈣、氯化鍶、硝酸鋇、氯化錳、硝酸鉛等金屬鹽在不同混合溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，結(jié)果顯示，所形成的最終塊狀產(chǎn)物均由針形晶體轉(zhuǎn)化而成。采用水熱法同樣可以獲得中間體及目標(biāo)產(chǎn)物。通過(guò)對(duì)中間體和目標(biāo)產(chǎn)物的形貌、XRD、紅外光譜、單晶結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性等進(jìn)行表征，初步分析了它們之間相互轉(zhuǎn)化的可能原因或驅(qū)動(dòng)力。同時(shí)，研究還探討了物料比、溫度、pH、溶劑、反應(yīng)時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物生成的影響，其中3,3',5,5'-聯(lián)苯四甲酸作為關(guān)鍵配體，其配位行為在整個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程中起到了重要作用。[1]

參考文獻(xiàn)

[1] 劉曉萌.堿土金屬離子、Mn~(2+)、Pb~(2+)-3,3',5,5'-聯(lián)苯四甲酸類MOFs材料的晶體轉(zhuǎn)化[D]. 碩士學(xué)位論文, 河南師范大學(xué).