[发明专利]一种Ni(II)基晶态催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种Ni(II)基晶态催化剂及其制备方法和应用，该晶态催化剂由2,4,6‑三(4‑吡啶基)‑1,3,5‑三嗪与1,3,5‑三(4‑羧基苯基)苯组成混合配体，以Ni(II)为中心离子组装形成；通过将混合配体和六水合硝酸镍混合，配置成前驱体溶液；将前驱体溶液转入水热釜中进行溶剂热反应制得该晶态催化剂。与现有技术相比，本发明的晶态材料具有较大的比表面积，空的活性位点，可以实现无溶剂条件下的催化C‑N偶联反应，并具有较高的催化活性，最高催化效率达到95％。

技术领域

本发明涉及配位聚合物，尤其是涉及一种Ni(II)基晶态催化剂及其制备方法。

背景技术

过渡金属催化的C-N偶联反应是构建芳基碳杂键非常经典和重要的方法，是化学变化中最重要的过程之一。利用这些反应可以将简单的反应前体转变为结构复杂的分子，而过渡金属催化的偶联反应是最为强大的手段之一。有机化合物中一类重要的组成部分是含有碳-杂键(如C-N,C-O,C-S键等)的化合物，科学家们致力于用简便高效、成本低廉并且绿色的方法获得碳-杂键。由过渡金属催化的C-N偶联反应条件温和，适用范围广，易分离产物，能较好的兼容底物，产率较高。虽然偶联反应取得了大的发展，但在反应过程中还存在许多问题，例如一些催化剂催化效率不高，催化剂用量大，反应需要结构复杂的配体。

金属有机框架(MOFs)化合物是近年来出现的一类新型的无机-有机杂化材料，不仅有很大的比表面积和孔隙率，而且材料结构丰富，可控。特殊的结构可以为反应提供高密度的活性中心以及巨大的反应空间。在能源类气体吸附与分离、生物医学、催化、药物缓释等方面展现了广阔的应用前景，尤其是在多相催化领域的应用。然而，MOFs催化方面的应用也存在一定的局限，比如:目前大部分MOFs的组装过程不可控，结构多变，而且合成周期长，需要消耗大量溶剂，不可预知性较大，这大大限制了该类材料在催化中的实际应用。

中国专利CN101466715A公开了一种在Pd的催化下，芳基卤化物或芳氧基磺酞基化合物与胺在特定溶剂体系中形成C-N键的新方法。该方法能可以提高底物胺的转化，但催化剂合成步骤繁琐，同时催化反应需要在特定的溶剂中进行，限制了其在催化反应中的应用。

中国专利CN107803223A中公开了一种催化C-N偶联反应的二茂铁亚铜簇催化剂及其制备方法，该催化剂是基于二茂铁的硒/碲醚配体的亚铜簇配合物，以碘苯与咪唑在碱性条件下的偶联反应为模型反应，该系列催化剂自身稳定性高，在空气中可长期储存。但方法采用的硒/碲价格昂贵，限制了其在催化反应中的应用。

中国专利CN106669834A公开了一系列R-H₂BDC和2,4,6-三(4-吡啶基)-1,3,5-三嗪混合配体与CoII离子构筑的三维框架材料并用于催化苯乙烯的环氧化反应，该催化剂中的R-H₂BDC的配体尺寸较小，对称性较低，与2,4,6-三(4-吡啶基)-1,3,5-三嗪配体适配度较低，所得催化材料的孔径极小，限制了其在催化反应中的应用。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中的大部分MOFs的组装过程不可控、结构多变、合成周期长、不可预知性较大以及传统方法制备出的催化剂稳定性差、制备步骤繁琐、活性低等技术问题而提供一种Ni(II)基晶态催化剂及其制备方法和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种Ni(II)基晶态催化剂，由2,4,6-三(4-吡啶基)-1,3,5-三嗪(TPT)与1,3,5-三(4-羧基苯基)苯(H₃BTB)组成混合配体，以Ni(II)为中心离子，所述的混合配体与Ni(II)组装成三维多孔结构的Ni(II)基晶态催化剂。