[发明专利]一种磁性离子型金属卟啉类催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种含顺磁性阴离子FeBr₄^-的磁性离子型金属卟啉类催化剂，结构TMPyPC_n(FeBr₄)₄，其特征在于阴离子为四个负一价的FeBr₄^-，阳离子为正四价的取代四吡啶基金属卟啉，其中，中心金属离子M包括Fe²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺或Zn²⁺；烷基链C_n=C_nH_2n+1，n=0~16；组合后的离子型金属卟啉结构为式I、式II、式III、式IV和式V所示： 

TFePyPC_n(FeBr₄)₄

式I，其中C_n＝C_nH_2n+1，n=0~16； 

TCoPyPC_n(FeBr₄)₄

式II，其中C_n=Cn_H2_n+1，n=0~16； 

TMnPyPC_n(FeBr₄)₄

式III，其中C_n=C_nH_2n+1，n=0~16； 

TCuPyPC_n(FeBr₄)₄

式IV，其中C_n=C_nH_2n+1，n=0~16； 

TZnPyPC_n(FeBr₄)₄

式V，其中C_n=C_nH_2n+1，n=0~16。 

2.权利要求1所述的含顺磁性阴离子FeBr₄^-的磁性离子型金属卟啉类催化剂的制备方法；具体合成路线如下： 

。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，含顺磁性阴离子FeBr₄^-的磁性离子型金属卟啉类催化剂的具体合成路径包括以下步骤： 

①，在氩气保护下，向带有搅拌子、回流冷凝管和恒压滴液漏斗的三颈圆底烧瓶中加 入C₂~C₅直链脂肪酸，加热回流1~30分钟；然后同时将分别溶于直链脂肪酸的吡啶-4-甲醛和新蒸吡咯逐滴加入到反应体系中，滴加完毕后（5~30分钟），继续加热回流0.5~3小时停止反应；待反应体系冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂，并向残余的黑色粗产物中加入DMF，静置过夜，次日对其进行离心、DMF洗涤、再离心等操作（重复三次）；最后，通过使用氧化铝色谱柱对粗产物进一步纯化（氯仿和甲醇作为洗脱剂），真空70°C下干燥6~24小时，得到蓝紫色产物{4-(4-吡啶)-卟啉,H₂TPyP}； 

②，在氩气保护下，将上步纯化得到的蓝紫色粉末加入DMF中并加热使其溶解，向反应体系中加入溴代烷烃或氢溴酸，在温度50～150°C下加热0.5~3小时后停止反应，待反应冷却至室温后，乙醚重结晶得到红棕色产物{4-(N-烷基-4-吡啶)-卟啉溴化物,H₂TPyPC_nBr₄}； 

③，在氩气保护下，将上步重结晶得到的产物与金属盐溶于DMF中，在温度100～150°C下加热4~10小时，停止反应，减压蒸馏除去溶剂DMF；粗产物经乙醚/甲醇重结晶得到{4-(N-烷基-4-吡啶)-金属卟啉溴化物,TMPyPC_nBr₄}； 

④，在氩气保护下，将上步重结晶得的产物溶于乙腈中，按摩尔比{TMPyPC_nBr₄}：三溴化铁=1：4将溶解在乙腈中的三溴化铁加入到反应体系中；在温度60~85℃下加热搅拌12~48小时后停止反应，减压蒸馏除去溶剂乙腈；粗产物经乙醚重结晶多次至乙醚无色，过滤即可得到终产物{4-(N-烷基-4-吡啶)-金属卟啉-四溴化铁,TMPyPC_n(FeBr₄)₄}； 

其中，中心金属M包括Fe、Co、Mn、Cu或Zn；烷基链C_n＝C_nH_2n+1，n=0~16；步骤③中的金属盐包括四水合氯化亚铁、七水合硫酸亚铁、六水合氯化钴、四水合醋酸钴、无水氯化锰、四水合醋酸锰、二水合氯化铜、一水合醋酸铜、无水氯化锌以及二水合醋酸锌。