合成仿生氧化還原電對2-(3,5-二叔丁基-2-羥苯基)苯并咪唑-5-羧酸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種合成苯并咪唑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氧化還原電對是通過模擬植物光合作用系統(tǒng)II中媒介Tyr-Hisl90的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合 成的，在光合作用系統(tǒng)II中電子并不直接在光敏劑和催化劑之間直接傳遞，而是通過它們 之間的Tyr-Hisl90進(jìn)行傳遞，利用一個"質(zhì)子耦合-電子轉(zhuǎn)移"過程來提高光敏劑與催化劑 之間的協(xié)同作用。而通過模擬Tyr-Hisl90的結(jié)構(gòu)和功能，合成相似結(jié)構(gòu)的氧化還原電對，將 其引入氧化態(tài)的光敏劑與催化劑之間，可以很大程度的提高水氧化的效率。目前國內(nèi)外對 氧化還原電對的合成及研究未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有單純使用光敏劑與催化劑連接形式的水分解器件的 催化效率低的問題，而提供合成仿生氧化還原電對2-(3,5_二叔丁基-2-羥苯基)苯并咪唑-5_羧酸的方法。
[0004] 合成仿生氧化還原電對2-(3,5-二叔丁基-2-羥苯基）苯并咪唑-5-羧酸的方法是 按以下方法合成的：
[0005] -、將焦硫酸鈉溶解到去離子水中，得到焦硫酸鈉水溶液；
[0006] 步驟一中所述的焦硫酸鈉的質(zhì)量與去離子水的體積比為(0.6g~0.7g): 3mL;
[0007] 二、將3,5_二叔丁基水楊醛溶解到無水乙醇中，得到3，5_二叔丁基水楊醛無水乙 醇溶液；
[0008] 步驟二中所述的3，5 -二叔丁基水楊醛的質(zhì)量與無水乙醇的體積比為（1.3 g~ 1.6g):20mL；
[0009] 三、將焦硫酸鈉水溶液分3次~4次加入到3，5-二叔丁基水楊醛無水乙醇溶液中， 再在攪拌速度為300r/min~400r/min下攪拌反應(yīng)lh~1.5h，得到反應(yīng)物A;將反應(yīng)物A分散 到無水乙醇中，再進(jìn)行過濾，得到白色沉淀物質(zhì)B;使用無水乙醇對白色沉淀物B質(zhì)進(jìn)行洗滌 3次~5次，得到中間產(chǎn)物磺酸鹽；
[0010]步驟三中所述的焦硫酸鈉水溶液與3，5-二叔丁基水楊醛無水乙醇溶液的體積比 為20:(3~5);
[00?1 ]步驟三中所述的反應(yīng)物A的質(zhì)量與無水乙醇的體積比為（1 g~2g): 20mL;
[0012] 四、將步驟三得到的中間產(chǎn)物磺酸鹽和3，4-二氨基苯甲酸溶于二甲基甲酰胺中， 再在溫度為l〇5°C~115°C下攪拌反應(yīng)4h~6h，再冷卻至室溫，得到反應(yīng)物C;將反應(yīng)物C倒入 到去離子水中，再進(jìn)行過濾，得到沉淀物質(zhì)D;將沉淀物質(zhì)D溶解到乙酸乙酯中，再減壓蒸餾 去除乙酸乙酯，得到仿生氧化還原電對2-(3,5_二叔丁基-2-羥苯基)苯并咪唑-5-羧酸；
[0013] 步驟四中所述的中間產(chǎn)物磺酸鹽的質(zhì)量與二甲基甲酰胺的體積比為（340mg~ 350mg):3mL；
[0014]步驟四中所述的3，4-二氨基苯甲酸的質(zhì)量與二甲基甲酰胺的體積比為（145mg~ 160mg):3mL；
[00?5] 步驟四中所述的反應(yīng)物C的質(zhì)量與去離子水的體積比為(200mg~500mg) :50mL;
[0016] 步驟四中所述的沉淀物質(zhì)D與乙酸乙酯的體積比為(200mg~500mg) :20mL。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
[0018] -、本發(fā)明利用簡單易得的原料，通過兩步法合成了仿生氧化還原電對2-(3,5_二 叔丁基-2-輕苯基)苯并咪唑-5-羧酸，本發(fā)明合成的仿生氧化還原電對2-(3,5-二叔丁基-2-羥苯基)苯并咪唑-5-羧酸提高了光敏劑和催化劑之間的協(xié)同作用，提高了光敏劑與催化 劑之間的電子傳輸效率，進(jìn)而提高水分解器件的催化效率；
[0019] 二、本發(fā)明合成的仿生氧化還原電對2-(3,5-二叔丁基-2-羥苯基)苯并咪唑-5-羧 酸的產(chǎn)率為66 %~70 %;
[0020] 三、將本發(fā)明合成的仿生氧化還原電對2-(3,5-二叔丁基-2-羥苯基)苯并咪唑-5-羧酸引入到四氧化三鈷修飾的光陽極水氧化器件上，可以使得該水氧化器件的光電流密度 提高30%，并使得電流衰退現(xiàn)象大大減弱，可以很大程度的提高水分解器件的催化氧化水 的效果。
[0021] 本發(fā)明可獲得合成仿生氧化還原電對2_(3,5-二叔丁基-2-羥苯基)苯并咪唑-5-羧酸的方法。
【附圖說明】
[0022] 圖1為實(shí)施例一合成的仿生氧化還原電對2-(3,5-二叔丁基-2-羥苯基)苯并咪唑-5_羧酸的紅外譜圖；
[0023] 圖2為實(shí)施例一合成的仿生氧化還原電對2-(3,5_二叔丁基-2-羥苯基)苯并咪唑-5_羧酸的h-NMR譜；
[0024]圖3為陽極的光電流響應(yīng)I-T曲線圖，圖3中1為實(shí)施例二步驟十得到的含有Co3〇4催 化劑的染料敏化Ti〇2光陽極的光電流響應(yīng)I-T曲線，2為實(shí)施例二步驟十二得到的表面負(fù)載 C〇3〇4的Ti02陽極的光電流響應(yīng)I-T曲線。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0025] 一:本實(shí)施方式是合成仿生氧化還原電對2-(3,5_二叔丁基-2-羥苯 基)苯并咪唑-5-羧酸的方法是按以下方法合成的：
[0026] -、將焦硫酸鈉溶解到去離子水中，得到焦硫酸鈉水溶液；
[0027 ]步驟一中所述的焦硫酸鈉的質(zhì)量與去離子水的體積比為(0.6g~0.7g): 3mL;
[0028] 二、將3,5_二叔丁基水楊醛溶解到無水乙醇中，得到3，5_二叔丁基水楊醛無水乙 醇溶液；
[0029]步驟二中所述的3，5-二叔丁基水楊醛的質(zhì)量與無水乙醇的體積比為（1.3g~ 1.6g):20mL；
[0030] 三、將焦硫酸鈉水溶液分3次~4次加入到3，5-二叔丁基水楊醛無水乙醇溶液中， 再在攪拌速度為300r/min~400r/min下攪拌反應(yīng)lh~1.5h，得到反應(yīng)物A;將反應(yīng)物A分散 到無水乙醇中，再進(jìn)行過濾，得到白色沉淀物質(zhì)B;使用無水乙醇對白色沉淀物B質(zhì)進(jìn)行洗滌 3次~5次，得到中間產(chǎn)物磺酸鹽；
[0031]步驟三中所述的焦硫酸鈉水溶液與3，5-二叔丁基水楊醛無水乙醇溶液的體積比 為20:(3~5);
[0032]步驟三中所述的反應(yīng)物A的質(zhì)量與無水乙醇的體積比為（lg~2g) :20mL;
[0033]四、將步驟三得到的中間產(chǎn)物磺酸鹽和3，4-二氨基苯甲酸溶于二甲基甲酰胺中， 再在溫度為l〇5°C~115°C下攪拌反應(yīng)4h~6h，再冷卻至室溫，得到反應(yīng)物C;將反應(yīng)物C倒入 到去離子水中，再進(jìn)行過濾，得到沉淀物質(zhì)D;將沉淀物質(zhì)D溶解到乙酸乙酯中，再減壓蒸餾 去除乙酸乙酯，得到仿生氧化還原電對2-(3,5_二叔丁基-2-羥苯基)苯并咪唑-5-羧酸； [0034]步驟四中所述的中間產(chǎn)物磺酸鹽的質(zhì)量與二甲基甲酰胺的體積比為（340mg~ 350mg):3mL；
[0035]步驟四中所述的3，4_二氨基苯甲酸的質(zhì)量與二甲基甲酰胺的體積比為（145mg~ 160mg):3mL；
[0036] 步驟四中所述的反應(yīng)物C的質(zhì)量與去離子水的體積比為(200mg~500mg) :50mL;
[0037] 步驟四中所述的沉淀物質(zhì)D與乙酸乙酯的體積比為（200mg~500mg) :20mL。
[0038] 本實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)：
[0039] -、本實(shí)施方式利用簡單易得的原料，通過兩步法合成了仿生氧化還原電對2_(3， 5-二叔丁基-2-羥苯基)苯并咪唑-5-羧酸，本實(shí)施方式合成的仿生氧化還原電對2-(3,5-二 叔丁基-2-羥苯基)苯并咪唑-5-羧酸提高了光敏劑和催化劑之間的協(xié)同作用，提高了光敏 劑與催化劑之間的電子傳輸效率，進(jìn)而提高水分解器件的催化效率；
[0040] 二、本實(shí)施方式合成的仿生氧化還原電對2-(3,5-二叔丁基-2-羥苯基)苯并咪唑-5_羧酸的產(chǎn)率為66%~70% ;
[0041] 三、將本實(shí)施方式合成的仿生氧化還原電對2-(3,5-二叔丁基-2-羥苯基)苯并咪 唑-5-羧酸引入到四氧化三鈷修飾的光陽極水氧化器件上，可以使得該水氧化器件的光電 流密度提高30%，并使得電流衰退現(xiàn)象大大減弱，可以很大程度的提高水分解器件的催化 氧化水的效果。
【具體實(shí)施方式】 [0042] 二:本實(shí)施方式與一不同點(diǎn)是:步驟一中所述的焦硫 酸鈉的質(zhì)量與去離子水的體積比為〇.64g:3mL。其他步驟與一相同。
[0043]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二之一不同點(diǎn)是：步驟二中所 述的3,5-二叔丁基水楊醛的質(zhì)量與無水乙醇的體積比為1.4g: 20mL。其他步驟與具體實(shí)施 方