[发明专利]卡宾钴催化剂、其制备方法及其在催化氢化醛和酮化合物中的应用

说明书

本发明涉及卡宾钴催化剂、其制备方法及其在催化氢化醛和酮化合物中的应用。所述卡宾钴催化剂是基于氮杂环卡宾配体的催化体系，或者氮杂环卡宾‑钴络合物，在催化氢化醛和酮类化合物反应的应用中表现出了很高的催化活性，具有很好研究价值和应用前景。

技术领域

本发明属于金属络合物技术领域，具体涉及卡宾钴催化剂及其制备方法和 应用，尤其是在高效催化氢化醛和酮类化合物转化为醇类化合物反应中的应用。

背景技术

催化不饱和化合物的氢化反应在化学工业中是一类非常重要的反应。目前， 这类氢化反应通常使用的是贵金属催化剂，例如，铱、钌、铑、钯和铂。然而， 这些贵金属不仅价格昂贵，而且毒性较高，这无疑会限制上述反应的广泛应用。 因此，发展廉价低毒的过渡金属催化剂将具有重要意义。

钴作为地球富含的元素，廉价易得，并且它是维生素B12的重要组成元素， 在生命体内广泛存在，生物毒性相对较小。在之前的研究表明，钴催化剂已经 可以很好的实现C＝C双键、C＝O双键、C＝N双键以及腈基的催化氢化反应。不 过当前开发的绝大部分钴催化剂都是基于高毒性和高成本的膦配体，其合成和 使用都受到限制，不利于广泛的工业化应用。因此发展一类低毒性、低成本且 易合成的配体应用于钴催化的不饱和化合物的氢化反应是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是提供新型的基于氮杂环的卡宾钴催化剂、及其制备方法和 应用。该卡宾钴催化剂在催化氢化醛和酮类化合物的反应中表现出了很高的催 化活性，具有很好的研究价值和广泛的应用前景。

根据本发明的一个方面，提供一种基于氮杂环卡宾配体的钴催化体系，包 括：钴盐(所述钴盐为CoCl₂)和氮杂环卡宾配体，该钴催化体系具体表示为：

其中，为式Ⅰ，表示三齿钳形氮杂环卡宾配体bis(NHCs)， 式Ⅰ中，R¹表示甲基、2,4,6-三甲基苯基、2,6-二异丙基苯基、叔丁基、正丁基、 苯基或异丙基；

R²表示或者

X¹表示卤素。

根据本发明的另一方面，提供一种卡宾钴催化剂，其为钴络合物，其结构 式如式Ⅱ所示：

式Ⅱ

式Ⅱ中，R¹表示甲基、2,4,6-三甲基苯基、2,6-二异丙基苯基、叔丁基、正 丁基、苯基或异丙基。

优选地，所述三齿钳形氮杂环卡宾钴络合物为NH-bis(NHCs)-Mes-Co，具体 结构式如式9所示：

式9中，Mes表示2,4,6-三甲基苯基。

其中，本发明提供的氮杂环卡宾配体为三齿钳形氮杂环卡宾配体 bis(NHCs)，所述氮杂环卡宾配体的结构式可以为如式Ⅲ或式Ⅳ所示：

式Ⅲ和式Ⅳ中，R¹表示甲基、2,4,6-三甲基苯基、2,6-二异丙基苯基、叔丁 基、正丁基、苯基或异丙基。

具体地，所述氮杂环卡宾配体bis(NHCs)，可以是如式1～8所示：

上述1～8各式中，Me表示甲基，Mes表示2,4,6-三甲基苯基，Dipp表示 2,6-二异丙基苯基，Ph表示苯基。式1～4为NH-bis(NHCs)配体，式5～8为 Py-bis(NHCs)配体。