[发明专利]含膦-离子液体有机共聚物多相催化剂及其制备和应用有效
申请号: | 201610463920.6 | 申请日: | 2016-06-24 |
公开(公告)号: | CN107537562B | 公开(公告)日: | 2020-06-19 |
发明(设计)人: | 丁云杰;汪文龙;李存耀;严丽 | 申请(专利权)人: | 中国科学院大连化学物理研究所 |
主分类号: | B01J31/06 | 分类号: | B01J31/06;B01J35/10;C08F230/02;C08F226/06;C08F212/36;C07D317/38 |
代理公司: | 沈阳科苑专利商标代理有限公司 21002 | 代理人: | 马驰 |
地址: | 116023 *** | 国省代码: | 辽宁;21 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 离子 液体 有机 共聚物 多相 催化剂 及其 制备 应用 | ||
本发明提供一种含膦‑离子液体有机多孔共聚物多相催化剂及其制备和应用,所述膦‑离子液体有机多孔共聚物由烯烃官能团化的有机膦配体和烯烃官能团化的离子液体共聚而成,加入或不加入Lewis酸性金属盐,加入Lewis酸性金属盐时,金属盐中的金属离子与有机多孔共聚物中裸露的膦形成配位键,最终得到多相催化剂。此类催化剂适用于固定床、浆态床、釜式反应器和滴流床等反应器中。本发明提供的催化剂应用于环氧化合物和二氧化碳的偶联反应工艺中,综合了离子液体(作为开环亲核试剂)和膦‑金属配位化合物(活化环氧化合物)的各自优势,通过调变共聚单体比例及金属负载量,可使获得的催化剂既具有极高的活性,又具有较高的稳定性的双重优势。
技术领域
本发明领域属于多相催化领域,具体涉及一种含膦-离子液体有机共聚物多相催化剂及其制备和应用,具体可以应用于二氧化碳和环氧化合物偶联反应中。
背景技术
多孔有机聚合物材料的设计合成逐渐成为多孔材料研究领域新的热点之一。与传统的无机微孔材料与金属有机框架材料(MOFs)相比,有机微孔聚合物的骨架由纯粹的有机分子构成,相互之间通过共价键连接,具有开放的孔道与优异的孔结构。更重要的是,由于有机化学合成方法的多样性,为有机分子网络的构建提供了丰富的合成路径和构建方式,可以通过目的性的引入功能化的有机分子使材料具有相应的性质,通过调节有机分子的结构可以调控材料的孔性质。除此以外,在大多数情况下,与通过非共价键连接成的分子网络的不稳定性相比,通过共价键连接的有机微孔聚合物,在材料孔结构得到保持的同时,分子网络结构更加稳固。
环状碳酸酯主要包括五元环和六元环的产品。其中又以五元环特别是碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯应用最为广泛。碳酸乙烯酯是一种优良的的极性高沸点溶剂和表面活性剂原料,广泛应用于塑料、印染、高分子合成、气体分离及电化学等领域。在欧洲和日本,大量的碳酸乙烯酯用来取代丙烯酰胺、尿素体系与水玻璃作为混凝土工程中无公害的土质稳定剂;在韩国碳酸乙烯酯被直接用来脱除天然气中的酸性气体(二氧化碳、二氧化硫和硫化氢等)。近年来,国外开发出以碳酸乙烯酯为原料合成碳酸二甲酯、乙二醇、功能高分子等工艺,展示了其在有机合成领域的广泛用途,是一种潜在的有机化工基础原料。
最早工业化制备碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯是采用乙二醇或丙二醇与光气进行合成反应,由于光气剧毒且对环境产生严重的污染,目前该方法已被禁止使用。所以催化二氧化碳和环氧化合物的偶联加成反应成为目前的主流反应过程。
目前,文献报道的关于二氧化碳与环氧化合物合成环状碳酸酯的催化剂主要包括过渡金属配合物、离子液体、季铵盐、季鏻盐和碱金属盐等均相催化剂以及金属氧化物、分子筛、功能性有机聚合物和金属有机框架材料等多相催化剂(Chemical Review,1996,96,951;Chemical Communications,2009,1,26;Green Chemistry,2010,12,1514)上述均相催化剂活性较高,但与产物分离困难,工艺复杂,且痕量金属杂质会对下游产品造成致命缺陷。上述多相催化剂则存在活性较低,需要加入可溶性助剂或有机溶剂,活性组分易流失,重复使用性能不好等问题。
乙烯基聚合的多孔有机聚合物材料具有高比表面积、多级孔结构和易修饰等特点。作为催化材料,由于其独特的溶胀性能,其孔道内的活性中心可被大量利用。肖丰收等报道了乙烯基聚合的金属卟啉多孔材料用于催化二氧化碳和环氧化合物偶联加成制环状碳酸酯(Journal of Catalysis,2016,338,202-209)。邓伟侨等报道了通过sonogashira偶联形成的基于salen-金属单元的多孔有机聚合物用于催化二氧化碳和环氧化合物偶联加成制环状碳酸酯(Nature Communications,2013,4,1960)。但是,上述催化体系需加入季铵盐类助催化剂,导致产物分离提纯困难。为解决上述问题,我们通过同时引入配位膦位点(用于Lewis酸性金属离子进行配位,与环氧氧化合物作用诱导开环)和离子液体(开环亲核试剂),形成多功能性质的双活化模式,既提高了协同催化活性,又有效地固载了金属,防止了金属的流失。
发明内容
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于中国科学院大连化学物理研究所,未经中国科学院大连化学物理研究所许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201610463920.6/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。