[发明专利]三嗪基连接杯[4]芳烃的多孔聚合物固载钯催化剂CaPOP3@Pd及制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种三嗪基连接杯[4]芳烃的多孔聚合物固载钯催化剂CaPOP3@Pd及制备方法和应用。利用三嗪基连接杯[4]芳烃的多孔聚合物CaPOP3为载体，合成了CaPOP3@Pd非均相催化剂用以催化Suzuki‑Miyaura偶联反应。与现有技术相比，本发明以有机多孔材料为载体的固体催化剂的活性有着显著地提高，增加了反应物分子和催化剂之间的接触，这种相互作用促进了非均相催化体系的高效催化，实现超过其均相催化的反应速率。CaPOP3@Pd有较高的催化性能，催化剂CaPOP3@Pd仅仅加入1％的量就可以很好的催化反应，并且由于CaPOP3@Pd不溶于水和绝大部分的有机溶剂，故CaPOP3@Pd催化剂可以循环利用而且重复使用至少5次而没有任何显着的催化活性损失(85‑94％产率)。

技术领域

本发明属于固体非均相催化剂制备技术领域，具体涉及一种三嗪基连接杯[4]芳烃的多孔聚合物固载钯催化剂CaPOP3@Pd的制备及催化性能研究。

背景技术

在化学和制药行业寻找更为绿色、安全和环保的技术是当前科学研究的重点之一。有了这个目标，在过去的几十年中，已经充分研究了使用可回收催化剂进行有机合成以最大限度地减少废物的产生和提高催化剂效率，其中均相催化剂在固体载体上的多相化已被充分研究并证明在工业应用中很有发展前景。固体载体最常用的材料是多孔聚合物和多孔二氧化硅，介孔二氧化硅具有优异的物理性能、具有坚固的多孔结构和高比表面积，但是它们的表面具有硅烷醇基团，其倾向于与催化剂形成强的络合物结构，并且该问题不能通过表面改性完全解决；另一方面，多孔聚合物载体不具有上述这些问题，尽管开发了大孔树脂、低熔点聚合物和中孔聚合物，但聚合物的溶胀仍然是不可避免的。

由诺贝尔奖获得者Akira Suzuki发现的Suzuki-Miyaura反应可以说是迄今为止应用最广泛的过渡金属催化的碳-碳键形成的反应。自1979年成立以来，Suzuki-Miyaura反应技术取得了一系列重大进展，包括扩大底物范围、在较低温度下反应和减少催化剂负载。在化学工业中，从反应混合物中回收再循环通常不是优选的，这是由于需要开发经济可行的改进和更有效的流程。随着多孔材料的发展在一定程度上，均相催化中的一些问题通过它们在固体载体上的多相化而被克服，并且大量工业非均相催化剂由高比表面积固体(例如二氧化硅、氧化铝、沸石等)组成，以上材料负载的催化剂具有催化活性，然而这些固体载体上的活性位点并不总都可以进行所需的反应，并且反应物和活性位点之间的接触通常是很差。在许多情况下，这降低了催化剂总的催化活性和效率。因此，结合绿色化学的技术高活性且易分离和可重复使用的催化剂体系，被认为是Suzuki-Miyaura反应的重要目标。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种三嗪基连接杯[4]芳烃的多孔聚合物固载钯催化剂CaPOP3@Pd及制备方法和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种三嗪基连接杯[4]芳烃的多孔聚合物固载钯催化剂CaPOP3@Pd，其特征在于，所述催化剂为Pd负载在多孔聚合物载体CaPOP3上，其中Pd与CaPOP3的质量比为(0.5～1):(2～4)。

所述的CaPOP3^[1]结构式如下：

上述结构式的CaPOP3为现有产品或采用现有方法制备得到的产物，如采用参考文献：李亮,张志忠,李寒雪,安朵,张兴华.“三嗪基杯[4]芳烃多孔聚合物、制备方法及其应用”中国发明专利:CN109627437A.公开的方法制得。

上述三嗪基连接杯[4]芳烃的多孔聚合物固载钯催化剂CaPOP3@Pd的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)称取CaPOP3和醋酸钯加入到装丙酮的反应器中，在室温下搅拌36～72h，停止反应，过滤，得到滤出物；