[发明专利]一种半纤维素-壳聚糖-钯催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种半纤维素-壳聚糖-钯催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

(1)半纤维素-壳聚糖的制备：将叠氮化壳聚糖溶于醋酸二甲基亚砜溶液中，溶解完全后加入端炔半纤维素，搅拌均匀后，加入抗坏血酸钠和CuSO4溶液，20～50℃搅拌反应24～48h，反应产物经透析后冷冻干燥，得到半纤维素-壳聚糖复合物粉末；

(2)半纤维素-壳聚糖-钯催化剂的制备：将半纤维素-壳聚糖复合物与醋酸钯加入无水乙醇中，50～80℃温度下反应2～12h，过滤、洗涤、干燥后得到半纤维素-壳聚糖-钯催化剂；

所述的叠氮化壳聚糖通过如下方法制备：

将壳聚糖分散在N,N-二甲基甲酰胺中，配制成壳聚糖浓度为25～50mg/mL的分散液，加入邻苯二甲酸酐，氮气气氛下120～130℃反应6～12h，反应产物经提纯干燥得到邻苯二甲酰亚胺壳聚糖；然后将制备的邻苯二甲酰亚胺壳聚糖分散在N,N-二甲基甲酰胺中，冰浴条件下依次加入三苯基膦和N-溴代丁二酰亚胺，通入氮气60～100℃下反应2～5h，反应产物经提纯干燥后得到溴代壳聚糖；然后将溴代壳聚糖分散在N,N-二甲基甲酰胺中，加入NaN3，氮气气氛下60～100℃下反应2～5h，冷却至室温后，产物经提纯干燥得到苯基叠氮化壳聚糖；最后将苯基叠氮化壳聚糖分散在N,N-二甲基甲酰胺中，加入水合肼溶液，氮气气氛下80～120℃反应2～5h，冷却至室温，产物经提纯干燥，得到叠氮化壳聚糖；

所述的端炔半纤维素通过如下方法制备：

将半纤维素于室温下溶胀于水中，加入碱进行碱化反应，然后加入溴代丙炔，于微波条件及40～120℃温度下反应0.5～12h，用酸调节反应体系至中性，将反应产物提纯干燥得到浅黄色粉末端炔半纤维素。

2.根据权利要求1所述的一种半纤维素-壳聚糖-钯催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的叠氮化壳聚糖、端炔半纤维素、抗坏血酸钠和硫酸铜的质量比为250:375:25:4；所述的醋酸二甲基亚砜溶液是指醋酸的体积分数为1％的DMSO溶液；所述CuSO4溶液的浓度为1mol/L。

3.根据权利要求1所述的一种半纤维素-壳聚糖-钯催化剂的制备方法，其特征在于：所述的端炔半纤维素在加入前先用DMSO溶解为60mg/mL的溶液。

4.根据权利要求1所述的一种半纤维素-壳聚糖-钯催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的半纤维素-壳聚糖复合物与钯盐的质量比为10:1；所述的洗涤是指依次用无水乙醇和乙醚洗涤；所述的干燥是指真空干燥。

5.一种半纤维素-壳聚糖-钯催化剂，其特征在于：通过权利要求1～4任一项所述的方法制备得到。

6.权利要求5所述的半纤维素-壳聚糖-钯催化剂在催化Suzuki偶联反应中的应用，其特征在于，所述应用包括如下步骤：将半纤维素-壳聚糖-钯催化剂、卤代苯、芳基硼酸和碱加入到溶剂中，20～90℃下反应3～7h，反应物料经过滤除去催化剂，滤液减压蒸馏除去溶剂，柱层析提纯，得到催化合成产物。

7.根据权利要求6所述的半纤维素-壳聚糖-钯催化剂在催化Suzuki偶联反应中的应用，其特征在于：所述的卤代苯是指碘苯或溴苯衍生物；所述半纤维素-壳聚糖-钯催化剂的用量以Pd的摩尔量计为卤代苯摩尔量的0.6％～1.4％；所述卤代苯与芳基硼酸的摩尔比为1:1.2。

8.根据权利要求7所述的半纤维素-壳聚糖-钯催化剂在催化Suzuki偶联反应中的应用，其特征在于：所述的碱是指K2CO3、Na2CO3、KOH、三乙胺或1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯；所述的溶剂为无水乙醇、甲醇、乙腈、1,4-二氧六环、正己烷、水或无水乙醇和水的混合物；所述柱层析是指以石油醚:乙酸乙酯的体积比为(10～20):1的混合溶剂为展开剂的硅胶柱层析。