[发明专利]一种可现场释放一氧化碳的试剂及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种可现场释放一氧化碳的试剂及其制备和应用，该发明的要点在于：使用甲酸酯溶解于一定量的溶剂中，然后加入催化量的有机碱，在0℃至25℃混合均匀，放置在瓶中备用。需要使用的时候，可以等比例地将其取出，注入反应体系。加热至70℃至130℃，即释放出CO，参与反应。通过实施例和应用例说明该释放过程是温和可控、高效稳定。本发明的混合体系在室温下稳定，方便保存和处理，不用产生安全隐患。采用本发明的方法，产生CO的速率可以通过浓度和温度进行调节，可以满足不同情况的需求。

技术领域

本发明属于实验室或工业气体制备领域,具体涉及一种可现场释放一氧化碳的试剂及其制备和应用。

背景技术

一氧化碳是一种重要的化学原料，广泛用于工业生产中。工业上，一般通过焦炭造气来大规模地生产一氧化碳，该方法价格低廉，便于大规模生产。然而，该方法需要较为繁杂的分离过程以除去二氧化碳、氧气和水等副产物。此外，工业上还可以采用甲酸脱水方法制备一氧化碳，该方法需要使用大量硫酸，污染较大，对环境不够友好。

除了工业生产之外，在实验室中也会经常用到一氧化碳。作为经典的一碳合成子，CO在插羰反应中扮演了关键角色，并为羰基化合物的合成提供了重要的思路(文献Ⅰ：Wang,G.；McCreanor,N.G.；Shaw,M.H.；Whittingham,W.G.；Bower,J.F.J.Am.Chem.Soc.2016,138,13501.文献Ⅱ：Fang,X.；Li,H.；Jackstell,R.；Beller,M.J.Am.Chem.Soc.2014,136,16039.文献Ⅲ：Jackstell,R.；Fang,X.；Beller,M.Angew.Chem.,Int.Ed.2013,52,14089.)。由于实验室中一氧化碳用量不多，不适宜采用上述工业方法进行生产。如果实验室需要使用一氧化碳，往往采用CO钢瓶作为气源。但是由于实验室中CO的用量较小，且CO具有高毒性和高可燃性的特点，限制了CO钢瓶的广泛使用，并带来极大的安全隐患。因此，为实验室开发一种可安全方便使用CO的方法，具有较大的意义。

发明内容

本发明提供了一种可现场释放一氧化碳的试剂及其制备和应用，该试剂可以安全稳定地产生CO，特别适合于实验室研究中使用。

一种可现场释放一氧化碳的试剂，以重量份计，包括以下几种组分：

羰源 1.0-3.0份；

催化剂 0.001-0.1份；

所述的羰源为甲酸酯，结构如式(I)所示：

R为包含但不限于C₁～C₁₀烷基或C₂～C₁₀烯基等；

所述的催化剂为有机碱，结构式如(II)或(III)所示：

式(II)～(III)中，R¹～R⁵为氢或烷基等，m与n为0到4之间的整数。

作为优选，所述的试剂还包含溶剂，所述的溶剂的用量为羰源质量的5～15倍。作为进一步的优选，所述的溶剂包括苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、氯苯，乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、醚类溶剂等中的一种或者多种。

本发明还提供了一种所述的可现场释放一氧化碳的试剂的制备方法，将所述的羰源、催化剂和溶剂于0℃至25℃混合均匀，得到所述的试剂。

本发明还提供了一种所述的可现场释放一氧化碳的试剂的应用，其特征在于，将所述的试剂与反应体系混合，加热至70℃至130℃，即释放出CO，参与反应。