[发明专利]一种新型的固载化Lewis酸催化剂的制备及其应用方法

说明书

技术领域

本发明属于固载化Lewis酸催化剂的制备及应用的技术领域，具体涉及一种新型的固载化Lewis酸催化剂的制备及其应用方法。 

背景技术

芳香酮化合物是一类重要的有机合成中间体，在染料、农药、原料药、香料等精细和特殊化学品生产中发挥着重要的作用，而Lewis酸催化的付-克酰基化反应是制备芳香酮化合物的重要途径。然而，Lewis酸在均相催化反应中存在一些突出的缺点，如催化剂用量大、与产物分离困难、不能再生使用、选择性低、后处理中产生大量的废酸以及含金属离子的废水、严重腐蚀设备、易潮解等，限制了其应用。尤其是对环境的污染，给人类的健康以及生存带来严重的威胁，因此，迫切需要用新型固体酸催化剂代替传统Lewis酸催化剂。将Lewis酸催化剂负载到各类无机材料、高分子材料上便制成固体Lewis酸催化剂，实现Lewis酸的非均相催化。固体Lewis酸催化剂不但具有良好的反应活性和高的选择性，同时具有环境友好、易回收、可循环使用等优点，具有广阔的应用前景。因此，开发研究新型负载型Lewis酸催化剂、拓宽其应用领域已成为诸多学者关注的热点。 

目前制备固体Lewis酸催化剂的方法多是同时利用载体中的孔穴进行物理吸附，该类载体主要有硅胶[F.J.Chen，C.Le，A.Guyot，A.P.Lenack，J.E.Stanat，US Patent 5,789,335，1998]、沸石[Mannepalli L.K.，Kalluri V.S.R.，Mutyala S.，et al.，J.Mol.Catal.A-Chem.，2005，225：15]、石墨[P.G.Rodewald，US Patent 3,962,133，1976]、黏土[Choudary B.M.，Sateesh M.，Kantam M.，etal.，Catal.Lett.，2001，76：231]、分子筛[赵振华，湖南师范大学自然科学学报，2000，23：45]、聚苯乙烯[Sket B.，Zupan M.，J.Macromol.Sci.，Part A：Pure Appl.Chem.19(1983)643]等。然而，通过多孔物理吸附固载化的Lewis酸催化剂不稳定，在催化反应过程中易脱附。因此，为使固载化的Lewis酸催化剂更稳定，通过共价键使Lewis酸被固载到载体上已成为目前研究的热点，如利用载体中羟基上的氧与Lewis酸催化剂形成稳定的化学键实现Lewis酸的固载化。 

发明内容

本发明为了解决现有技术中Lewis酸在均相催化反应中使用受限，而且污染环境，而现有固体Lewis酸催化剂不稳定，易脱附的问题，提供了一种新型的固载化Lewis酸催化剂的制备方法，该法具有稳定性好、工艺简单、操作方便，且其产物重复使用性好等优点。 

另外本发明提供了一种将上述方法制成的固载化Lewis酸催化剂用于催化苯系化合物乙酰化的应用方法，提高催化剂的活性、选择性，改善催化剂的重复使用性，减少催化剂用量，提高转化率。 

本发明采用如下的技术方案实现：一种新型的固载化Lewis酸催化剂的制备方法，其步骤如下： 

第一步，在四口烧瓶中，加入分散剂span-60和液体石蜡，构成连续相，即油相；将浓度为5％的PVA水溶液和交联剂混溶，交联剂为浓度50％的戊二醛水溶液，构成分散相水相，并将催化剂1mol·L^-1的盐酸加入水相；然后将水相加入到油相中，搅拌，升温反应，过滤，蒸馏水和乙醚洗涤多次，真空干燥得粒径为140～156μm的交联聚乙烯醇微球CPVA； 

第二步，在四口烧瓶中，加入经干燥处理的CPVA微球和氯仿，静置8～12h后，在氮气保护下，再加入AlCl₃粉末，升温反应，然后过滤，洗涤，真空干燥得如通式(I)的固载化Lewis酸催化剂AlCl₃-CPVA，AlCl₃的固载量达1.95～2.07mmol/g， 

第一步中，分散剂占油相的0.75～0.85％，交联剂和催化剂各占水相的9.5～10.5％；油相与水相的体积比为2.0～2.2∶1。升温反应的反应温度为65～70℃，并反应7～9h。 

第二步中，CPVA与AlCl₃的质量比为1∶0.5～1。升温反应的温度为35～40℃，并反应6～8h。