[发明专利]离子液体支载的Salen金属催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一类Salen金属催化剂的合成方法，特别是涉及一类离子液体支载的Salen金属催化剂及其制备方法。

背景技术

众所周知，以金属为活性中心的Salen催化剂在二氧化碳共聚反应(Acc.Chem.Res.，2004，37，836-844；J.Am.Chem.Soc.，2005，127，14026-14038)、氧化反应(US4970347，US4046813，CN1425642)等反应过程中应用十分广泛，但是在大部分情况下，Salen金属类催化剂也有其固有的缺点，以Salen金属类催化剂催化二氧化碳与环氧化合物共聚反应为例，尽管Salen金属类催化剂克服了有机锌类催化剂(J.Polym.Sci.Part B：Polym.Let.，1969，7，287-292，和稀土类催化剂(CN 85104956)对水和空气敏感等问题，但是已有的Salen金属催化剂催化效率不高、反应周期较长、制备得到的聚碳酸酯类材料分子量较小，这些问题严重限制了其工业化应用。因此，开发新型高效率、易操作、价廉易得的Salen金属催化剂是目前二氧化碳共聚催化剂的研究方向。

发明内容

本发明的目的是提供一类新型的离子液体支载的Salen金属催化剂及其制备方法，特别地，这类离子液体支载的Salen金属催化剂可以通过改变与之结合的阴离子而改变其在水及其他有机溶剂中的溶解性能。该类离子液体支载的Salen金属催化剂制备相对简单，同时有较好的热稳定性。

本发明提供离子液体支载的Salen金属催化剂，其结构式如下：

式中：R₁、R₂、R₃、R₄、R₅为H、Me、Et、Pr或Bu；金属M离子为Co³⁺或Cr³⁺；阴离子Y^-为BF₄^-、PF₆^-、Cl^-、Br^-、F^-、PO₄^3-、SO₄^2-、NO₃^-、CH₃COO^-中的一种。

本发明提供离子液体支载的Salen金属催化剂的制备方法是，用烷基取代侧链含-NH₂基团官能化的离子液体与取代水杨醛反应，制备得到离子液体支载的SalenH₂配体(a)；SalenH₂配体再与含金属离子Cr³⁺或Co³⁺的金属盐反应，制备得到离子液体支载的Salen金属催化剂(b)；反应式如下：

式中：R₁、R₂、R₃、R₄、R₅为H、Me、Et、Pr、Bu等，M为Co³⁺或Cr³⁺等，Y^-为BF₄^-、PF₆^-、Cl^-、Br^-、F^-、PO₄^3-、SO₄^2-、NO₃^-、CH₃COO^-等。

本发明中用于支载Salen金属催化剂的离子液体可以为咪唑型、吡啶型及烷基取代季铵型。

本发明中烷基取代侧链含-NH₂基团官能化的离子液体与取代水杨醛的摩尔比为1∶10～10∶1之间。

本发明中SalenH₂配体与含金属离子Cr³⁺或Co³⁺的金属盐的摩尔比为1∶10～10∶1之间。

本发明中离子液体支载的SalenH₂配体(a)合成反应温度在0℃～200℃间，并优选在5℃～80℃间，适合于该反应的溶剂为甲醇，乙醇，异丙醇，丙酮，乙腈，氯仿等。