[发明专利]钴卟啉交联聚季鏻盐离子液体及其制备和在催化二氧化碳与环氧化物环加成反应中的应用

权利要求书

1.一种钴卟啉交联聚季鏻盐离子液体，其结构式如下：

其中，a=50~320，b=4~150；X为Cl、Br或I。

2.根据权利要求1所述一种钴卟啉交联聚季鏻盐离子液体的制备方法，包括以下步骤：

（1）将4-乙烯基苄氯和偶氮二异丁腈加入氯仿中，在N₂保护下，于60~80℃回流40~50h，冷却至室温，旋蒸除去溶剂，洗涤，抽滤，真空干燥，得到白色粉末聚4-乙烯基苄氯，标记为PVBnCl；

（2）将聚4-乙烯基苄氯和5, 10, 15, 20-四(4-吡啶)卟啉溶于N，N-二甲基甲酰胺中，在N₂氛围下，于120 ~140℃反应50~70 h，反应结束后冷却至室温得到卟啉交联聚乙烯基苄氯，标记为TPyP-c-PVBnCl；

（3）在步骤（2）得到的卟啉交联聚乙烯基苄氯中加入三苯基膦，在N₂保护下，于60~80 ℃反应20~25 h，然后用氯仿和乙醚洗涤，抽滤，真空干燥，得到紫黑色固体粉末卟啉交联聚季鏻盐离子液体，标记为TPyP-c-PVBnPPh₃Cl；

（4）将步骤（3）得到的卟啉交联聚季鏻盐离子液体和CoCl₂·6H₂O加入DMF中，于140~160℃回流12~24 h，冷却至室温后加入盐酸在空气中氧化5~6 h，然后加入去离子水洗涤，抽滤，真空干燥，即得目标产物钴卟啉交联聚季鏻盐离子液体，标记为CoTPyP-c-PVBnPPh₃Cl。

3.根据权利要求2所述一种钴卟啉交联聚季鏻盐离子液体的制备方法，其特征在于：将CoTPyP-c-PVBnPPh₃Cl与碱金属卤化物加入去离子水中，常温下反应24~50h，过滤、水洗、干燥，得到目标产物钴卟啉交联聚季鏻盐离子液体，标记为CoTPy-c-PVBnPPh₃X；所述碱金属卤化物为NaBr或NaI，X为Br或I。

4.根据权利要求2所述一种钴卟啉交联聚季鏻盐离子液体的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，4-乙烯基苄氯与偶氮二异丁腈的摩尔比为50:1~100:1。

5.根据权利要求2所述一种钴卟啉交联聚季鏻盐离子液体的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，聚4-乙烯基苄氯与5, 10, 15, 20-四(4-吡啶)卟啉的摩尔比为1:1~80:1。

6.根据权利要求2所述一种钴卟啉交联聚季鏻盐离子液体的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，三苯基膦与5, 10, 15, 20-四(4-吡啶)卟啉的摩尔比为1:1~316:1。

7.根据权利要求2所述一种钴卟啉交联聚季鏻盐离子液体的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，CoCl₂·6H₂O与卟啉交联聚季鏻盐离子液体的摩尔比为5:1~20:1；盐酸的摩尔浓度为1~2M，盐酸的加入量为CoCl₂·6H₂O摩尔量的2~10倍。

8.根据权利要求3所述一种钴卟啉交联聚季鏻盐离子液体的制备方法，其特征在于：碱金属卤化物的摩尔量为CoTPyP-c-PVBnPPh₃Cl的10~20倍。

9.根据权利要求1所述一种钴卟啉交联的聚离子液体在催化环氧化物与CO₂环加成反应制备环碳酸酯中的应用。

10.根据权利要求9所述钴卟啉交联的聚离子液体在催化环氧化物与CO₂环加成反应制备环碳酸酯中的应用，其特征在于：以钴卟啉交联的聚离子液体作为催化剂，以环氧化物和二氧化碳作为反应底物进行环加成反应，得到环碳酸酯；所述反应温度为70~90℃，反应时间为15~20h；所述环氧化物为环氧氯丙烷、烯丙基缩水甘油醚、氧化苯乙烯、丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚，所述钴卟啉交联的聚离子液体与环氧化物的质量体积比为9~27mg/mL；所述二氧化碳的压力为1atm。