[发明专利]四齿吡啶基席夫碱金属配合物、其制备方法及环状碳酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及四齿吡啶基席夫碱金属配合物、其制备方法及环状碳酸酯的方法。

背景技术

自从20世纪30年代环状碳酸酯化学诞生以来，它已经成为一门日益引起化学家关注的学科。环状碳酸酯是十分重要的化学中间体，能够开环聚合得到高分子量的聚碳酸酯；还是一种重要的化学产品，其具有良好的生物降解性和溶解性，是很好的清洁型极性溶剂，可以用作化妆品添加剂、食品添加剂、高能密度电池和电容的电解液以及金属萃取剂等。

环状碳酸酯的合成方法主要有光气法、酯交换法及二氧化碳与环氧化物的环加成反应等。其中二氧化碳和环氧化物的环加成反应，是以二氧化碳和环氧化物为原料，在一定温度、一定压力及催化剂条件下进行。因该环加成反应的原料价格低廉、副产物少，且采用二氧化碳为反应原料，有利于降低温室效应，保护环境且符合绿色化学和可持续发展的要求，所以此反应的应用比较广泛。

现有技术为了提高二氧化碳和环氧化物环加成反应的反应活性，致力于开发具有较高催化活性的催化剂。如已公开的多相催化剂，包括金属氧化物、改性的分子筛及黏土类、高分子类物质等。多相催化剂较易从产物中除去，但是它们存在催化活性低、选择性低、反应时间长和反应条件苛刻等问题。为了能够在较温和的条件下实现二氧化碳和环氧化物的环加成反应，现有技术发展了均相催化剂，如金属配合物，尤其是以钴、铬等为活性中心的四齿席夫碱金属配合物，在较温和的反应条件下体现出较高的催化活性，但它们的选择性低，环加成反应产物中会有聚碳酸酯等副产物的生成。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种四齿吡啶基席夫碱金属配合物、其制备方法和制备环状碳酸酯的方法。本发明提供的四齿吡啶基席夫碱金属配合物具有较高的选择性，使得CO₂与环氧化物环加成反应生成单一的环状碳酸酯。

本发明提供了一种四齿吡啶基席夫碱金属配合物，具有式（I）或式（II）所示结构：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈、R₉或R₁₀独立地选自氢、卤素、脂肪族基团、取代的脂肪族基团、芳基或取代的芳基；

M为金属元素；

所述A具有式（III）、式（IV）或式（V）所示结构：

其中，D₁、D₂、D₃或D₄独立地选自氢、卤素、脂肪族基团、取代的脂肪族基团、含有杂原子的脂肪族基团、芳基、取代的芳基或杂芳基；

表示A与N的连接键；

式（IV）中，n为1～4的正整数。

优选地，所述R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈、R₉或R₁₀独立地选自氢、氯、C原子数为1～5的脂肪族基团、C原子数为1～5的取代脂肪族基团、苯环数量为1～3的芳基或卤素取代的苯环数量为1～3的芳基。

优选地，所述D₁、D₂、D₃或D₄独立地选自氢、氯、C原子数为1～5的脂肪族基团、C原子数为1～5的杂脂肪族基团、苯环数量为1～3的芳基或卤素取代的苯环数量为1～3的芳基。

优选地，所述M为锌、镁、锰或铁。

本发明还提供一种制备四齿吡啶基席夫碱金属配合物的方法，包括以下步骤：

将具有式（VI）所示结构的化合物和具有式（VII）所示结构的二胺类化合物在溶剂中反应，得到第一中间产物；

其中，X₁、X₂、X₃或X₄独立地选自氢、卤素、脂肪族基团、取代的脂肪族基团、芳基或取代的芳基；

其中，所述A具有式（III）、式（IV）或式（V）所示结构：