[发明专利]一种超强纤维负载席夫碱钯催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种超强纤维负载席夫碱钯催化剂的制备方法；以聚醚醚酮超强纤维为基体，将氯甲基功能化的聚醚醚酮纤维与二胺接枝并中和，所得二胺功能化超强纤维再与喹啉‑8‑甲醛反应制得超强纤维负载的席夫碱，然后使该纤维负载的席夫碱与醋酸钯配位螯合,得到聚醚醚酮纤维负载席夫碱型钯配合物催化剂；该聚醚醚酮纤维负载席夫碱钯催化剂制备简单，在Suzuki和Heck反应中均表现出了优异的催化性能，且便于分离回收和循环应用，并凭借其较高的力学强度和柔韧性便于二次加工为工业催化合成提供了新途径。

技术领域

本发明涉及一种超强纤维负载席夫碱钯催化剂的制备方法，其可以高效、循环催化Suzuki、Heck等反应，属于绿色催化技术领域。

背景技术

“十四五”是实现碳达峰关键期、推进碳中和起步期，中国石油和化学工业联合会多次编制印发了《关于促进石油和化学工业节能减排工作的意见》。采取技术上可行、经济上合理的措施开展节能减排，也是涉化企业谋求发展的必选之路。近年来，绿色催化技术作为国际化学科学研究的前沿，受到了全球化学家们的广泛关注，也对经济和社会的可持续发展起到了显著的推动作用。然而用于药物中间体合成为主的精细化工催化技术却相对较为滞后，发展迟缓，清洁生产和综合利用水平离生态文明建设的要求还有很大差距，行业可持续发展面临诸多挑战。先进的催化技术必将促使生产工艺的显著进步，而催化技术的改进一般须依托于催化剂或催化材料的革新。因此，设计和开发高效、环保的催化材料将是今后一个时期化学化工研究领域的热点和重点，也将是“十四五”期间我国化学工业实施节能减排的基本途径。

在精细化工和药物合成化学领域，钯催化的Suzuki、Heck偶联等反应是构建碳碳键最为有效的一类方法，其中，钯配体的种类对产物的收率和选择性有着至关重要的影响。

目前，常用的配体主要为高位阻和供电子能力强的膦配体、氮杂环卡宾和席夫碱等，而席夫碱由于具有制备简单、配位能力好及结构多样化等优势备受人们的青睐。然而，均相的席夫碱钯催化剂不易分离和回收，难以循环应用，因此，均相席夫碱钯催化剂的负载化具有十分重要的意义。Bhunia等以MCM-41为基体，设计制备了负载型的席夫碱钯催化剂，Koner等以修饰的有机金属框架(MOF)为载体，制备了一种MOF负载的席夫碱钯催化剂，袁定重等报道了氧化石墨烯负载席夫碱钯催化剂。但上述负载型席夫碱钯催化剂，大多情况下活性组分比例不高，易发生聚集和流失且操作不便，此外，部分新型载体因其制备过程较为繁琐，导致其使用成本高，并受限于载体材料的特定结构而难以再加工利用，进而严重限制了其工业规模应用。聚醚醚酮纤维作为一种新型的超强纤维材料，凭借其较高的机械性能，用作席夫碱钯催化剂载体时，无论是再加工性能还是循环操作上均具有独特优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超强纤维负载席夫碱钯催化剂的制备方法，该超强纤维催化剂以商用聚醚醚酮为基体，其特征在于基体上共价键合喹啉类席夫碱钯配合物。该功能纤维催化剂可高效催化系列碳碳键构建的反应，至少可循环使用10次以上。

本发明的技术方案为：

一种超强纤维负载席夫碱钯催化剂，以商用聚醚醚酮超强纤维为基体，通过自上而下的方式制得活性位为喹啉钯配合物的功能纤维催化材料。

本发明的一种超强纤维负载席夫碱钯催化剂的制备方法，优选步骤如下：

1) 将氯甲基功能化增重为15%的聚醚醚酮纤维与二胺按质量比为1:15~25共混于甲苯中，于特定温度下搅拌反应毕冷至室温，取出超强纤维依次用碱液、去离子水冲洗至滤液呈中性，然后80~85 ^oC干燥至恒重，得到二胺功能化聚醚醚酮纤维；

2) 将所得二胺功能化聚醚醚酮纤维与喹啉-8-甲醛按质量比为1:10~20共混于乙醇中，于特定温度下搅拌反应毕冷至室温，取出超强纤维并用乙醇冲洗，然后80~85 ^oC干燥至恒重，得聚醚醚酮纤维负载的喹啉席夫碱；