一种氟化方酰胺共价有机框架材料及其制备方法和应用

本发明属于共价有机框架功能材料，具体涉及一种氟化方酰胺共价有机框架材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、

2、合成大麻素(scs)是全球使用最多的大麻物质，2018年估计有1.92亿用户。scs与四氢大麻酚(thc)作用于相同的大脑受体，但具有比天然大麻素更强的药理作用，导致危险的副作用，如肾衰竭、心脏病发作、精神错乱，在某些情况下甚至死亡。许多国家，如美国，新西兰和中国，相继修改法律禁止scs。鉴于scs的严重风险，迫切需要更灵敏和先进的检测技术来进行有效监测。

3、基于废水的流行病学(wbe)是估算社区中scs总消费量的有效监测方法。它可以近乎实时、无偏差地评估消费情况，并成功评估了非法毒品、烟草和其他成瘾物质的消费情况。wbe分析scs常用的仪器有质谱(ms)联用气相色谱(gc)或液相色谱(lc)。因此，改进样品前处理技术以提高分离效率受到越来越多的关注。

4、传统的液-液萃取(lle)技术需要大量的有机溶剂和衍生过程，难以从水中提取高水溶性物质。一些研究人员使用中性亲水-亲脂平衡(hlb)或混合模式阳离子交换盒(mcx)作为固相萃取(spe)材料，以覆盖目标scs的物理化学性质范围。具体来说，hlb滤筒应用广泛，不需要高级酸化步骤，但其对scs的提取效率较低。mcx对scs有一定的选择性。然而，废水样品必须酸化(ph：2-5)，并且mcx滤芯需要预处理(先用甲醇，再用酸化水)。分子印迹聚合物(mip)和金属有机骨架(mof)等少数吸附剂已被应用于scs的固相萃取，以避免复杂的衍生化过程和减少时间消耗。由于scs的化学多样性、快速出现和演变以及基质的复杂性，现有的吸附剂难以满足广谱、高灵敏度和基质无干扰的要求。因此，需要一种具有广谱亲和力的高性能吸附剂来实现对复杂基质中不同scs的特异性识别。

技术实现思路

1、针对上述现有的技术问题，本发明的首要目的在于提供一种氟化方酰胺共价有机框架材料，所述氟化方酰胺共价有机框架材料对多种scs具有更为良好的亲和性，且其本身的烯醇-酮互变异构性质，有效地提高了化学稳定性和多功能性，以氟化方酰胺共价有机框架材料为基础的固相微萃取探针可以轻松实现合成大麻素(scs)的痕量测定。

2、本发明的第二个目的在于提供一种氟化方酰胺共价有机框架材料的制备方法。

3、本发明的第三个目的在于提供所述氟化方酰胺共价有机框架材料作为吸附剂在制备固相微萃取涂层、在制备固相微萃取探针、在固相微萃取合成大麻素或在检测合成大麻素中的应用。

4、本发明的第四个目的在于提供一种基于氟化方酰胺共价有机框架材料的固相微萃取涂层。

5、本发明的第五个目的在于提供一种基于上述固相微萃取涂层的固相微萃取探针。

6、本发明的第六个目的在于提供上述固相微萃取涂层或固相微萃取探针在固相微萃取合成大麻素或在检测合成大麻素中的应用。

7、为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的：

8、一种氟化方酰胺共价有机框架材料，所述氟化方酰胺共价有机框架材料具有如式(ⅰ)所示的结构：

9、

10、进一步地，本发明请求保护一种氟化方酰胺共价有机框架材料的制备方法，将diamine(1)、2,4,6-三甲酰间苯三酚、反应溶剂混合均匀，加入酸溶液，在115～125℃下反应3～5天，经后处理，即得所述氟化方酰胺共价有机框架材料；

11、其中，所述反应溶剂为1,2-二氯苯和n,n-二甲基乙酰胺；所述酸溶液的浓度为6～17.5mol/l；所述diamine(1)和2,4,6-三甲酰间苯三酚的摩尔比为3：2；其反应式如下所示：

12、

13、优选地，所述酸溶液为醋酸溶液。

14、优选地，所述反应的温度为120℃；所述酸溶液的浓度为5～7mol/l或11～13mol/l。进一步优选地，所述酸溶液的浓度为6mol/l或所述酸溶液的浓度为12mol/l。

15、优选地，1,2-二氯苯和diamine(1)的体积质量比为(0.03～0.05)：1ml/mg；n,n-二甲基乙酰胺和diamine(1)的体积质量比为(0.01～0.03)：1ml/mg。进一步优选地，1,2-二氯苯和diamine(1)的体积质量比为0.038：1ml/mg；n,n-二甲基乙酰胺和diamine(1)的体积质量比为0.019：1ml/mg。进一步地，本发明请求保护所述氟化方酰胺共价有机框架材料作为吸附剂在制备固相微萃取涂层、在制备固相微萃取探针、在固相微萃取合成大麻素或在检测合成大麻素中的应用。

16、进一步地，本发明还请求保护一种固相微萃取涂层，包括上述氟化方酰胺共价有机框架材料以及粘结剂。在本发明中，上述氟化方酰胺共价有机框架材料作为吸附剂制备固相微萃取涂层。更具体而言，固相微萃取涂层中吸附剂、粘结剂的用量比例可参照本领域中固相微萃取涂层的常规比例制备获得。

17、进一步地，所述氟化方酰胺共价有机框架材料和粘结剂的体积比为(199～332)：1。

18、优选地，所述粘结剂为聚二甲基硅氧烷。

19、进一步地，本发明还请求保护一种固相微萃取探针，包括载体以及上述固相微萃取涂层。

20、优选地，所述载体可以选自本领域常规用于固相微萃取的载体。更具体而言，所述载体可以是不锈钢丝等。

21、进一步地，本发明还请求保护一种固相微萃取探针的制备方法，将粘附剂和溶剂混合分散，得到粘性溶液，将粘性溶液涂覆或粘覆在载体表面，随后吸附剂通过粘性溶液粘附在载体表面，加热固化，使溶剂蒸发，即得所述固相微萃取探针。

22、优选地，所述溶剂为环己烷。

23、优选地，所述加热固化的温度为70～90℃；所述加热固化的时间为20～40min。

24、进一步地，本发明请求保护所述固相微萃取涂层或所述固相微萃取探针在固相微萃取合成大麻素或在检测合成大麻素中的应用。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种氟化方酰胺共价有机框架材料，所述氟化方酰胺共价有机框架材料具有合适的微孔大小，对多种scs具有更为良好的亲和性，且其本身的烯醇-酮互变异构性质，有效地提高了化学稳定性和多功能性。以氟化方酰胺共价有机框架材料制备的固相微萃取探针可以在不同ph条件下或干扰物质共存的情况下选择性和高效地提取scs，在各种干扰条件下均能保持良好的萃取性能。在实际的废水应用中，取得了优异的回收率，可以轻松实现合成大麻素的痕量(万亿分之一，10-9)测定。

技术特征：

1.一种氟化方酰胺共价有机框架材料，其特征在于，所述氟化方酰胺共价有机框架材料具有如式(ⅰ)所示的结构：

2.权利要求1所述氟化方酰胺共价有机框架材料的制备方法，其特征在于，将diamine(1)、2,4,6-三甲酰间苯三酚、反应溶剂混合均匀，加入酸溶液，在115～125℃下反应3～5天，经后处理，即得所述氟化方酰胺共价有机框架材料；

3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述酸溶液为醋酸溶液。

4.根据权利要求2或3所述制备方法，其特征在于，所述反应的温度为120℃；所述酸溶液的浓度为5～7mol/l或11～13mol/l。

5.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，1,2-二氯苯和diamine(1)的体积质量比为(0.03～0.05)：1ml/mg；n,n-二甲基乙酰胺和diamine(1)的体积质量比为(0.01～0.03)：1ml/mg。

6.权利要求1所述氟化方酰胺共价有机框架材料作为吸附剂在制备固相微萃取涂层、在制备固相微萃取探针、在固相微萃取合成大麻素或在检测合成大麻素中的应用。

7.一种固相微萃取涂层，其特征在于，所述固相微萃取涂层包括权利要求1所述氟化方酰胺共价有机框架材料以及粘结剂。

8.根据权利要求7所述固相微萃取涂层，其特征在于，所述氟化方酰胺共价有机框架材料和粘结剂的体积比为(237～332)：1。

9.一种固相微萃取探针，其特征在于，包括载体以及权利要求7～8任一项所述固相微萃取涂层。

10.权利要求7～8任一项所述固相微萃取涂层或权利要求9所述固相微萃取探针在固相微萃取合成大麻素或在检测合成大麻素中的应用。

技术总结
本发明提供了一种氟化方酰胺共价有机框架材料及其制备方法和应用。所述氟化方酰胺共价有机框架材料具有如式(Ⅰ)所示的结构。所述氟化方酰胺共价有机框架材料具有合适的微孔大小，对多种合成大麻素SCs具有更为良好的亲和性，且其本身的烯醇‑酮互变异构性质，有效地提高了化学稳定性和多功能性。以氟化方酰胺共价有机框架材料制备的固相微萃取涂层探针可以在不同pH条件下或干扰物质共存的情况下选择性和高效地提取SCs，在各种干扰条件下均能保持良好的萃取性能。在实际的废水应用中，取得了优异的回收率，可以轻松实现SCs的痕量测定。

技术研发人员：欧阳钢锋,石玥如,黄俊龙,郑娟
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15