[发明专利]一种催化烯烃和胺反马氏氢胺化反应的方法

说明书

一种催化烯烃和胺反马氏氢胺化反应的方法，属于绿色催化领域。在催化剂的催化作用下，烯烃和胺在溶剂中发生氢胺化反应，得到反马氏氢胺化产物；所述的催化剂由原子级分散的Pt，高分散的Sn和复合氧化物组成，所述的溶剂为异丙醇、甲苯或乙腈，反应温度为30～100℃，反应时间为0.5～24h。本发明反应条件温和，原子经济性高，反应物成本较低，催化效率高且产物易于分离，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于绿色催化领域，特别是提供了一种催化烯烃和胺反马氏氢胺化反应的方法。

背景技术

C-N键是非常重要的一类化学键，广泛存在于精细化学品、药物中间体和生物大分子中，因而开发有效的构建C-N键的方法具有重要意义。胺可通过卤代烃与胺的亲核取代反应或者霍夫曼重排反应等制备，但是存在反应复杂设备要求高等问题。碳碳不饱和键和N-H键加成反应，即氢胺化反应，提供了合成胺的原子利用率100％且经济有效的方法。

氢胺化催化剂有稀土金属配合物(J.Am.Chem.Soc.1989,111, 4108-4110)，有机酸(Org.Lett.2002,4,1471-1474)或碱(Org.Lett.2006,8, 4755-4758)，但其对反应体系要求较高，如绝对无水无氧等。因而过渡金属配合物如Au(Org.Lett.2006,8,3537-3540)，Ru(Chem.Commun.1999, 1133-1134)，Pt(Organometallics 2004,23,1264-1268)获得了更多关注，其中Pt催化剂表现出较高活性。但曾被列为十大催化挑战的反马氏氢胺化反应仍然是一大挑战，文献报道了Rh(Chem.Eur.J.1999,5,1306-1319)， Ru(J.Am.Chem.Soc.2004,126,2702-2703)，Ir Science(2017,355, 727-730)配合物催化剂，但是需要外加有机酸，光源或者供氢的硫醇等。

因此，开发简单易行有效催化反马氏氢胺化反应的催化剂具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种催化烯烃和胺反马氏氢胺化反应的方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种催化烯烃和胺反马氏氢胺化反应的方法，其特征在于，在催化剂的催化作用下，烯烃和胺在溶剂中发生氢胺化反应，得到反马氏氢胺化产物；所述的催化剂由原子级分散的Pt、Sn均匀分散的Sn的复合氧化物组成，所述的溶剂为异丙醇、甲苯或乙腈，反应温度为30～100℃，反应时间为0.5～24h。

所述的具体反应如下：

所述的催化剂中Pt可以为单原子、二维簇、三维簇或纳米颗粒，Sn 以氧化物的形式在复合氧化物中均匀分散，复合氧化物优选为锌镓锡氧化物、锌铝锡氧化物、锌钛锡氧化物、镁镓锡氧化物或镁铝锡氧化物。

所述的催化剂制备方法优选为：以水滑石(Layered Double Hydroxides，简写为LDHs)为前体负载Pt制得。水滑石层板二价阳离子根据复合氧化物的组成优选为Zn²⁺或Mg²⁺，高价阳离子优选为Sn⁴⁺和 Al³⁺、Ti⁴⁺或Ga³⁺，其摩尔比优选为二价阳离子:高价阳离子的摩尔比＝(1～6):1，将水滑石前体负载Pt盐，Pt盐优选为氯铂酸钠、乙酰丙酮铂或四氨合硝酸铂，在马弗炉中升温速率为1-10℃/min、530-560℃煅烧 2-3小时，然后在H₂气氛中还原，还原温度控制在300-900℃，还原保温时间控制在1min-5h，升温速率为1-10℃/min，得到相应的催化剂。

所述的催化剂中Pt的质量分数优选为0.01-10.0％，Sn的质量分数优选为0.01-15.0％。

所述的催化剂Pt和烯烃的摩尔比优选为1:1000～1:50。