[发明专利]一种短纤固载氮杂卡宾‑Ag配合物催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于绿色催化技术领域，涉及一种短纤固载氮杂卡宾金属配合物催化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，愈加严重的资源和环境问题，使得绿色化学的发展理念越来越深入人心。从绿色化学的角度出发，绿色催化技术的探索及应用研究也引起了人们的重视，开发新型、高效、经济、环保的催化体系已成为当今化学研究领域的一大热点。其中，将难以回收的催化活性成分固载于载体材料，开展固载催化是实现催化剂循环使用、简化分离操作的有效途径，探索使用稳定高效、廉价易得的载体材料，并将催化剂固载其上，以期催化反应达到更高的活性和选择性的研究备受化学工作者所关注。固载催化结合了催化剂的功能和载体材料本身的优点，一方面保持或提高了催化剂的活性，另一方面也大大简化了分离操作的步骤，进而便于催化剂循环使用等。氧化镁固载的齐格勒-纳塔催化剂早已在工业上得到应用，但是，由于固载催化剂结构相对复杂、影响因素多，重复性和稳定性目前还难以满足工业上的要求，同时在理论上也不成熟，今后还有大量工作要做。因此，新型固载催化剂的开发及其应用研究仍然是今后一个时期的重点。

氮杂卡宾金属配合物（NHC-M）己在许多有机合成反应中显示出优良的催化性能。与有机膦配体相比，氮杂卡宾低毒、配位结构多样化且具有很强的σ 给电子能力，能够与金属配位形成稳定的金属-碳键，从而有助于稳定金属中心，提高NHC-M的催化活性。然而，NHC-M在催化反应过程中存在着产物与催化剂分离困难、催化剂不能重复使用等诸多不足，导致较高的经济费用和环境污染，限制了其在有机反应中的大规模应用，是工业生产中面临的一大难题。为有效解决上述问题，人们利用不同类型的载体固载NHC-M，开展固载类非均相催化，进而在一定程度不仅实现了催化剂的循环利用，而且克服了贵金属流失带来的经济损耗和环境污染等问题。目前利用各种不同类型的的载体材料，开展固载NHC-M催化的研究有不少报道[文献：Molnár, Á. Chem. Rev.2011, 111, 2251.]，但是也存在着一些问题。传统催化剂载体材料，如二氧化硅、活性炭或树脂等，一般呈粉末或颗粒状，导致其在使用和回收过程中操作不便且很难避免流失，而且活性组分大多固载在其表面上，固载率较低，耐热、耐溶剂性差，寿命短，回收再利用效率不高。新型纳米复合催化材料，由于其制备过程较为繁琐，成本高，另外，催化剂颗粒易团聚且难以再加工利用，导致其在连续应用时存在着诸多困难。因此，开发和利用廉价易得、稳定高效且易于固载化的载体材料仍然是固载NHC-M催化应用研究领域的一个重要方向。常见的合成纤维材料，具有许多优良的特性，例如稳定性好，机械强度高等，然而将合成纤维用作载体材料，进而用于有机合成的研究还不多见。

其中，腈纶纤维作为大宗纺织品原材料，被广泛应用于服装、装饰等领域，价廉易于获取，而且腈纶纤维的高分子链上包含大量的氰基基团，可以利用该基团的反应活性进行有效的功能化修饰，进而开展固载催化剂的应用。另外，利用腈纶纤维材料开展固载催化还具有很多独特的优势，例如，纤维催化剂只需简单的过滤或者可直接从反应体系中取出，比粉末状载体更容易回收；比树脂具有更大的比表面积，能够在其表层固载更多的功能基团；纤维还具有很好的柔韧性，在反应过程中不容易破碎，比新型纳米复合催化材料具有更好的再加工性能。然而据我们所了解，目前利用腈纶纤维材料固载氮杂卡宾金属配合物催化剂研究还未见报道。