[发明专利]一种微球钯催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于催化剂材料制备技术领域。具体涉及一种微球钯催化剂及其制备方法和在微球钯催化剂Suzuki偶联反应中的应用。

背景技术

众所周知，Suzuki偶联反应是有机合成化学中构建碳-碳键的最有效方法之一，在许多天然产物和药物复杂有机分子的合成中起到了非常重要的作用。有机硼烷与有机亲电试剂之间的偶联反应成为Suzuki偶联反应[参见(a)SuzukiA.SyntheticStudiesviatheCrosscouplingReactionofOrganoboronDerivativeswithOrganicHalides[J].Pure.andAppl.Chem.，1991,63(3):419-422]，（b）SuzukiA.OrganoboronCmpoundsinNewSyntheticReactions[J].Pure.andAppl.Chem.，1985,57（12）：1749-1758.一般来说，Suzuki偶联反应的催化剂通常由金属源和配体两部分组成，金属包括钯、镍、铜等[参见(a)JinM.J.，LeeD.H.APracticalHeterogeneousCatalystfortheSuzuki,Sonogashira,andStilleCouplingReactionsofUnreactiveArylyChlorides[J].Angew.Chem.Int.Edit.,2010,49(6):1119-1122.(b)YuanB.Z.，PanY.Y.，LiY.W.，etal.AHighlyActiveHeterogeneousPalladiumCatalystfortheSuzuki-MiyauaraandUllmanCouplingreactionsofArylChloridesinAqueousMedia[J].Angew.Chem.Int.Edit.，2010，122(24)：4148-4152.(c)PrcecV.，BaeJ.Y.,HillD.H.ArylMesylatesinMetalCatalyzedHomocouplingandCrossCouplingReactions.2.Suzuki-TypeNickel-CatalyzedCrossCouplingofArylArenesulfonatesandArylMesylateswithArylboronicAcids[J].J.Org.Chem.，1995,60(4):1060-1065.(d)ZhaoY.L.，LiY.，LiY.，etal.ArylPhosphoramides:UsefulElectrophilesforSuzuki-MiyauraCouplingCatalyzedbyaNiCl2/dpppSystem(dppp=1,3-Bis(diphenylphosphino)propane[J].Chem.EurJ.，2010,16(17)：4991-4994.而钯源一般为PdCl2、Pd(OAc)2、Pd(PPh3)4等，常见的配体根据配位原子的不同可分为单膦配体、双膦配体、P-N配体、N-N配体或砷配体等。Pd(PPh3)4是最常见的膦配体催化剂，热稳定性较好，在反应中不易分解，其余常见的配体还有AsPh3,n-Bu3P,(Me0)3P及齿配体上1，2-双二苯基膦乙烷、1，4-双二苯基膦丁烷、1,3-双二苯基膦丙烷、1,1’-双二苯基膦二茂铁等。不论是含磷配体还是无磷配体，这些催化剂都会遇到活性金属的流失导致催化活性降低。为了解决这些问题，金属钯催化剂负载在各种载体上是一种可行的方法。但是，负载后的催化剂由于钯的流失仍然存在较低的反应活性。事实上，低反应活性是由于流失的钯造成的。因此，发展和设计新型非均相催化剂来保证非均相催化剂的活性或选择性非常有必要。

发明内容

为了防止金属钯催化剂钯在负载的流失，提高非均相钯催化剂的活性，本发明充分分析了关于卤代芳烃与芳基硼酸经Suzuki偶联反应生成联苯类化合物的文献资料，设计一种微球钯催化剂。

本发明的另一目的在于提供一种微球钯催化剂制备方法。利用自组装原理合成得到了微球钯催化剂，通过对微球钯催化剂进行扫描电镜分析，可知所制备的微球钯催化剂为微球状。

本发明的另一目的在于提供一种微球钯催化剂Suzuki偶联反应中的应用。催化剂用量小，可循环使用，便于工业化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种微球钯固相催化剂，其分子结构式是：

一种微球钯固相催化剂的制备方法是：