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
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種合成苯并咪唑的方法。
【背景技術】
[0002] 氧化還原電對是通過模擬植物光合作用系統II中媒介Tyr-Hisl90的結構進行合 成的，在光合作用系統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進行傳遞，利用一個"質子耦合-電子轉移"過程來提高光敏劑與催化劑 之間的協同作用。而通過模擬Tyr-Hisl90的結構和功能，合成相似結構的氧化還原電對，將 其引入氧化態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。目前國內外對 氧化還原電對的合成及研究未見報道。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是要解決現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lh~1.5h，得到反應物A;將反應物A分散 到無水乙醇中，再進行過濾，得到白色沉淀物質B;使用無水乙醇對白色沉淀物B質進行洗滌 3次~5次，得到中間產物磺酸鹽；
[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物A的質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4h~6h，再冷卻至室溫，得到反應物C;將反應物C倒入 到去離子水中，再進行過濾，得到沉淀物質D;將沉淀物質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物磺酸鹽的質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物C的質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D與乙酸乙酯的體積比為(200mg~500mg) :20mL。
[0017]本發明的優點：
[0018] -、本發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同作用，提高了光敏劑與催化 劑之間的電子傳輸效率，進而提高水分解器件的催化效率；
[0019] 二、本發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 酸的產率為66 %~70 %;
[0020] 三、將本發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I-T曲線圖，圖3中1為實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I-T曲線，2為實施例二步驟十二得到的表面負載 C〇3〇4的Ti02陽極的光電流響應I-T曲線。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0025] 一:本實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lh~1.5h，得到反應物A;將反應物A分散 到無水乙醇中，再進行過濾，得到白色沉淀物質B;使用無水乙醇對白色沉淀物B質進行洗滌 3次~5次，得到中間產物磺酸鹽；
[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物A的質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4h~6h，再冷卻至室溫，得到反應物C;將反應物C倒入 到去離子水中，再進行過濾，得到沉淀物質D;將沉淀物質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物磺酸鹽的質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物C的質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D與乙酸乙酯的體積比為（200mg~500mg) :20mL。
[0038] 本實施方式的優點：
[0039] -、本實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同作用，提高了光敏 劑與催化劑之間的電子傳輸效率，進而提高水分解器件的催化效率；
[0040] 二、本實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_羧酸的產率為66%~70% ;
[0041] 三、將本實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。
【具體實施方式】 [0042] 二:本實施方式與一不同點是:步驟一中所述的焦硫 酸鈉的質量與去離子水的體積比為〇.64g:3mL。其他步驟與一相同。
[0043]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二之一不同點是：步驟二中所 述的3,5-二叔丁基水楊醛的質量與無水乙醇的體積比為1.4g: 20mL。其他步驟與具體實施 方