[发明专利]一类树脂材料负载的聚醚功能化离子液体催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一类Merrifield树脂材料负载的聚醚功能化离子液体催化剂及其制备方法，具体为通过化学键合法将聚醚功能化的离子液体固载到Merrifield树脂材料表面，由于聚醚功能化离子液体具有较高的分子量，而且醚键具有高的柔性和构象自由度，使得聚醚链能够在材料表面延展，有效形成离子液体膜层，无需再二次物理浸渍离子液体，不但降低了离子液体的用量，也解决了离子液体催化剂易流失的难题，同时制备方法简单，从而克服了现有技术中存在的缺陷，这种新型的Merrifield树脂材料负载的聚醚功能化离子液体催化剂具有应用于催化氢化、氢甲酰化和CO₂催化转化反应的潜力。

技术领域

本发明涉及化学化工技术领域，具体地涉及一类树脂材料负载的聚醚功能化离子液体催化剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着对绿色化学的日益重视以及对环境友好溶剂的需求，绿色溶剂离子液体吸引了人们的极大关注。与传统的有机溶剂不同，离子液体具有极低的饱和蒸气压、高的热和化学稳定性、对过渡金属催化剂良好的溶解性以及结构的可设计性等优点，因此应用离子液体作为催化剂载体成为一种分离、回收和循环过渡金属催化剂的有效手段。尽管离子液体用于负载和分离过渡金属催化剂取得了一些成功的应用，但一个难以调和的问题也显现出来，即为了抑制催化剂的流失，通常大量的溶剂离子液体被应用于催化反应中以充分地溶解和固载催化剂，这既不符合绿色化学的要求，也导致了资源的浪费。而且大量溶剂离子液体的应用也使得离子液体中难以除去的微量杂质对金属催化剂产生的负效应(如使催化剂中毒)变得更加显著，导致催化效率的降低。因此，如何环境友好和经济地应用离子液体以构建高效的离子液体催化体系是当前迫切需要解决的难题。

固载化离子液体是近年来出现的一类新型材料，基于固载化离子液体而发展的固载离子液体(相)催化的概念融合了离子液体优良的溶解性和载体材料的高比表面积的优点，不但减少了离子液体的用量，而且提高了催化反应的活性和选择性，是近年来离子液体领域的研究热点之一，并在催化加氢、氢甲酰化、二氧化碳与环氧化物环加成等反应中得到广泛的应用。目前，负载离子液体催化剂的制备方法主要包括：物理浸渍法、化学键合法和化学键合-物理浸渍组合法。

基于物理吸附原理的浸渍法是制备固载化离子液体的常用方法，其优点是简单、方便，但离子液体容易从载体表面流失；化学键合法固载离子液体改善了物理浸渍法的不足，由于离子液体的阳离子或阴离子通过共价键与载体材料表面的活性官能团偶联，离子液体不易从载体表面流失，更有利于催化剂的稳定，延长催化剂的使用寿命，但由于载体表面活性基团的数量有限以及通常负载的均是小分子离子液体，单纯的化学键合法往往难以使离子液体在载体表面有效形成离子液体液膜；化学键合-物理浸渍组合法在一定程度上克服了物理浸渍和化学键合法的不足，降低了离子液体的流失并能够在材料表面有效形成离子液体液膜，但制备步骤繁复，二次浸渍吸附的离子液体仍存在流失问题。

发明内容

针对上述的制备负载离子液体催化剂的三种方法存在的局限性，本发明的目的旨在提供一类树脂材料负载的聚醚功能化离子液体催化剂。

本发明的另一目的旨在提供一种上述的一类树脂材料负载的聚醚功能化离子液体催化剂的制备方法。

本发明的一类Merrifield树脂材料负载的聚醚功能化离子液体催化剂，是在Merrifield树脂材料表面接枝有式1、式2、式3或式4所示的结构：

其中，n＝4–140，R¹为C₁–C₁₆烷基或苯基；Y为^-OMs，^-OTs，^-OAc，Br^-，I^-，BF₄^-，PF₆^-或具有以下结构的磺酸钠型水溶性膦配体阴离子：