[发明专利]一种稀土咪唑盐化合物作为催化剂的应用

说明书

本发明公开了一种稀土咪唑盐化合物作为催化剂的应用。稀土咪唑盐化合物的通式为[RECl₄(THF)₂](HIPr)，其中，RE为稀土金属，选自La、Sm、Yb、Y中的一种；HIPr为1,3‑二(2,6‑二异丙基苯基)咪唑阳离子；本发明的稀土咪唑盐化合物合成简单，结构明确，且收率高。本发明同时提供了上述化合物的制备方法及将其作为催化剂催化氮杂环丙烷衍生物与二氧化碳反应的应用方法，应用方法条件温和，活性高，选择性好，底物适应范围广。

本发明为发明名称为一种稀土咪唑盐化合物及其制备方法与作为催化剂的应用、申请日为2016年9月20日、申请号为201610834147X发明申请的分案申请，属于产品的应用技术部分。

技术领域

本发明涉及催化剂的制备技术领域，具体涉及一种稀土咪唑盐化合物作为催化剂的应用，可催化氮杂环丙烷衍生物与二氧化碳反应。

背景技术

5-取代的噁唑烷酮是重要的杂环化合物，不仅是常见的合成中间体和手性助剂，而且是活性药物重要骨架结构。以氮杂环丙烷的衍生物和二氧化碳为原料合成5-取代的噁唑烷酮有其独有的优势，其一：该反应属于原子经济型反应，无副产物产生；其二：二氧化碳是一种丰富、可再生且廉价的C1原料，对其活化及应用一直吸引着广大研究者的关注；其三：氮杂环丙烷的衍生物种类多，合成简单，有利于根据需求合成取代基变化丰富的噁唑烷酮产物。目前，已发现一些催化剂对此类反应有较好的催化效果，主要包括：一、胺功能化催化剂；二、介孔金属鏻酸盐；三、金属Al、Cr催化剂；四、离子液体催化剂等。

关于胺功能化催化剂的报道：

2010年，Liu课题组报道了碱性离子交换树脂D301R，在温和条件下成功催化了氮杂环丙烷和二氧化碳的反应，形成具有优良的区位选择性5-芳基-2-噁唑烷酮；2014年，Nale课题组用胺功能化介孔分子筛MCM-41催化剂来研究CO₂与氮杂环丙烷衍生物合成噁唑烷酮，利用25 wt%的胺功能化MCM-41（14.6wt%的胺加入量），5 MPa下40℃反应8小时，得到了目标分子。（参见：A. H. Liu; L. N. He; S. Y. Peng; Z. D. Pan; J. L. Wang; J.Gao Sci. China Chem. 2010, 53(7), 1578. ;B. N. Deepak；R. Surjyakanta; P.Kulamani; M. B. Bhalchandra Applied Catalysis A: General 2014, 469, 340）。

关于介孔金属磷酸盐催化体系的报道：

2014年，Ma课题组发表了用酸碱双基介孔金属钛磷酸盐激活氮杂环丙烷与CO₂的环加成反应，双基协同作用使得转化率高，产率高，选择性好，操作简单；2015年，Lin课题组也发现了介孔磷酸锆催化剂，其对于催化氮杂环丙烷和CO₂非均相环加成反应有很高的效能，且在其体系中没有溶剂和助催化剂，被证实有很好的活性，选择性也较高，并且可回收利用。但反应温度达到100℃。（参见：T. Y. Ma; S. Z. Qiao Catalysis 2014, 4, 3847.;X. Lin; Z. Yang; L. He; Z. Yuan Green Chem. 2015, 17, 795）。

关于 金属Al、Cr催化体系的报道