[发明专利]一种二核甲基咪唑铜配合物催化剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开了二核甲基咪唑铜配合物催化剂的制备方法，该种方法将N‑甲基咪唑、高氯酸铜、乙醇、水置于聚四氟反应釜中反应，反应完毕后，得到二核甲基咪唑铜配合物催化剂。本发明方法具有反应过程简单，后处理简单。在苄基烃的选择性氧化中，转化率高达99.2%，选择性高达98.6%。

技术领域

本发明属于催化剂材料制备技术领域，其中涉及到一种二核甲基咪唑铜配合物催化剂的制备技术，为其催化应用奠定基础。

技术背景

铜配合物是由有机配体和金属铜离子中心通过共价键组装而形成的具有一维、二维、三维结构的有机无机杂化化合物。铜配合物的构成可以通过选择不同的含氧、含氮等有机配体和铜离子或者改变合成策等方法略加以调节。在反应及吸附过程中，有机小分子与铜离子接触后，会与活性位点铜发生作用，从而使铜配合物在气体吸附及催化领域有着广泛应用。

苄基酮类化合物是一种重要的精细化工有机中间体，被广泛用在医药中间体、光敏剂等各个方面。工业上合成苄基酮化合物的路线主要包括傅-克反应、硝酸氧化法合成等。傅-克反应中需要使用过量的卤代酸，并且反应中要无水操作。重要的是，反应完后大量废酸产生，会严重腐蚀设备，污染环境。硝酸氧化合成法反应时间较长，会有严重的三废产生，给人类的身心健康带来了较大的危害。

因此，设计高效可回收的催化剂，对于有机化工具有重大的科学意义和实际意义。

2013年，中山大学苏成勇教授课题组发现一价铜的配合物可催化二苯甲烷类化合物的催化氧化生成苄基酮(Su, C. Y. et al., ACS Catal. 2013, 3, 1−9.)，这为我们的研究提供了依据。但是以上的研究中催化剂对于二苯甲烷催化氧化合成苄基酮的反应来说，二苯甲酮的产率较低。

基于以上文献的基础上，设计一个苄基烃高效氧化生成苄基酮的催化剂是十分必要的。

通过检索，尚未发现与本发明申请相关的公开专利文献。

发明内容

本项发明的目的是解决文献报道的一价铜配合物催化剂对苄基烃氧化中活性较低的问题。提供一种合成二核甲基咪唑铜催化剂的制备方法，希望实现苄基烃氧化合成苄基酮的目标。

本发明的的技术方案是：新型二核甲基咪唑铜催化剂，结构式为：

。

前面所述的二核甲基咪唑铜催化剂的制备方法，步骤如下：

在反应釜中依次加入N-甲基咪唑，高氯酸铜，乙醇以及水，强烈搅拌，加热反应，冷却、过滤，得到块状单晶，产率43~65%。

前面所述的制备方法，优选的方案是，步骤（1）原料物质的量之比N-甲基咪唑：高氯酸铜：乙醇：H2O物质的量之比为20~40 : 2~6 : 20~40：500~900（优选的：N-甲基咪唑：高氯酸铜：乙醇：H2O物质的量之比为40:6:20:800）。

前面所述的制备方法，优选的方案是，步骤（1）加热控制温度为100~150℃（优选的，强烈搅拌时控制温度为130℃）。

前面所述的制备方法，优选的方案是，步骤（1）加热反应时间为36h~72h（优选的，强烈搅拌时间为48h）。

本发明还提供了二核甲基咪唑铜催化剂在催化二苯甲烷类化合物的氧化催化。催化剂可以实现二苯甲烷类化合物的氧化催化，转化率高达99.2%，选择性达98.6%。