[发明专利]有机阴阳离子对的制备方法及进行金属催化偶联反应的方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料制备领域，尤其涉及一种有机阴阳离子对的制备方 法。

背景技术

季铵盐和季膦盐是典型的阳离子表面活性剂，在工业上也用作纺织印染助 剂、日化产品功能助剂、杀菌灭藻剂等，还可用于制备有机膨润土，有机膨润 土是一种流变性调节剂，它在涂料工业中用于控制油漆的流动性，在油田钻探 中用来配制钻井油桨以及用作各种加工中的润滑剂；此外还是最常用的相转移 催化剂，与其他相转移催化剂相比，其显著特点是无毒和价格便宜。

过渡金属催化的偶联反应是现代有机合成的重要手段(de Meijere，A.等； Metal-catalyzed cross-coupling reactions；Wiley-VCH，Weinheim，2004)， 该方法大量运用于合成有机中间体，如：药物、化学品等。目前所使用的过渡 金属主要集中在钯Pd，铜Cu，镍Ni上，而所使用的碱主要是碱金属或碱土金属 盐(如：磷酸钾K₃PO₄、碳酸钾K₂CO₃、碳酸钠Na₂CO₃、碳酸钠Cs₂CO₃)，这类碱所 面临的问题是在有机溶剂中，特别是非极性溶剂中的溶解性很差，这就会导致 反应的重复性差和不利于放大规模等问题。因此，有必要寻求一种简单易得， 并且在有机溶剂中具有良好溶解性的可用在金属催化偶联反应中新型碱。

发明内容

基于上述现有技术中所存在的问题，本发明实施方式的目的是提供一种有 机阴阳离子对的制备方法，利用季铵碱或季膦碱，以一种低成本的离子交换制 备得到各类型有机阴阳离子对，在金属催化偶联反应中作为易于溶解的碱。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种有机阴阳离子对的制备方法，包括：

a.将四烷基氢氧化铵或氢氧化膦与酸在水中混溶后得到反应混合物；

b.将得到的所述反应混合物在氮气N₂保护下搅拌8～12小时，得到离子交 换产物；

c.对得到的所述离子交换产物进行冷冻干燥24～48小时，冻干后得到固 态形式离子交换产物；

d.将得到的固态形式离子交换产物在30～50℃温度条件下真空干燥24～ 36小时后，即得到有机阴阳离子对。

所述四烷基氢氧化铵是指符合以下(a)式结构特征的单一化合物，氢氧 化膦指符合以下(b)式结构特征的单一化合物：

(a)式和(b)式中，R₁、R₂、R₃、R₄中的各项均独立代表具有1-12个碳 原子的烷基。

所述步骤a中的酸为有机酸或任一种无机酸。

所述酸的用量是与四烷基氢氧化铵或氢氧化膦等摩尔，所述水的摩尔用量 为酸摩尔用量的50-60倍。

所述步骤d中的真空干燥为在100～150Pa真空度下进行真空干燥。

所述步骤d中优选的反应温度为40℃。

由上述本发明实施方式提供的技术方案可以看出，本发明实施方式通过以 季铵碱或季膦碱为原料，将其与酸的离子交换得到有机阴阳离子对，进一步除 水得到其固体形式。这种有机阴阳离子对可以作为碱，运用于金属催化偶联反 应中，在温和条件，甚至是室温条件下得到偶联产物；该方法制备有机阴阳离 子对的工艺简单、制备方便，并且由于季铵碱价廉，有效降低了偶联反应中碱 的成本(相对于Cs₂CO₃)，季铵阳离子或季膦阳离子在有机溶剂中具有良好的 溶解性，很好的解决了无机碱难溶于有机溶剂的问题，此外由于可以对季铵阳 离子或季膦阳离子的取代基链长和位阻进行调控，有目的的选择各类型的酸根 离子，从而可以在这种类型的碱的作用下实现一系列温和条件下金属催化偶联 反应来得到偶联产物。从反应条件的温和性，实验操作的简易性等方面显示出 了该方法制备的有机阴阳离子对(无机碱)无法比拟的优势。

具体实施方式

本发明实施方式提供一种有机阴阳离子对的制备方法，利用季铵碱或季膦 碱，以一种低成本的离子交换制备得到各类型有机阴阳离子对，制得的有机阴 阳离子对可以作为碱运用于金属催化偶联反应中，制备方法具体包括：