[发明专利]一种非均相金属催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种非均相金属催化剂的制备方法，将含羧酸基团的聚合物、金属化合物和聚合物离子液体PIL在乙醇胺溶液中通过原位离子络合的方法制备固载金属化合物的复合物，再将固载金属化合物的复合物在干燥有机溶剂中分散后，加入NaBH₄还原制备得到固载金属的非均相催化剂，该固载金属的非均相催化剂能够稳定存在，能够用于在水体系中催化酮类化合物的氢转移反应，并且具有高效稳定的催化活性。此外，固载金属的非均相催化剂的回收方法简单有效，可以反复循环使用而不会显著降低催化活性。

技术领域

本发明属于固载金属的非均相催化剂的制备及应用技术领域，具体涉及一种非均相金属催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

开发稳定高效的金属催化剂具有重要意义。但金属催化剂在催化反应时效率不高、极易流失且不能循环使用。近年来人们为了解决这些问题提出了非均相金属催化剂这个概念并且已被广泛研究和开发。但是这类催化剂在催化反应中应活性非常低，在水体系几乎不反应。经过人们的探索虽然取得一些成果，但到目前为止，用于催化反应中具有高催化活性、易分离、可重复使用性的催化剂仍然非常有限。

为了克服这些困难，本课题组将含羧酸基团的聚合物、金属化合物和聚合物离子液体(PIL)在乙醇胺溶液中通过原位离子络合的方法制备固载金属化合物的复合物。将以上复合物通过在干燥溶剂中分散后，加入NaBH₄还原制备得到固载金属的非均相催化剂。该催化剂的优点是能够稳定的固载金属催化剂，并且高效稳定的催化反应。此外，催化剂的回收方法简单有效，可以反复循环使用而不会显著降低活性。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种非均相金属催化剂的制备方法，该方法将含羧酸基团的聚合物、金属化合物和聚合物离子液体(PIL)在乙醇胺溶液中通过原位离子络合的方法制备固载金属化合物的复合物，再将固载金属化合物的复合物在干燥有机溶剂中分散后，加入NaBH₄还原制备得到固载金属的非均相催化剂，该固载金属的非均相催化剂能够稳定存在，能够用于在水体系中催化芳香酮类化合物的氢转移反应，并且具有高效稳定的催化活性。此外，固载金属的非均相催化剂的回收方法简单有效，可以反复循环使用而不会显著降低催化活性。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种非均相金属催化剂的制备方法，其特征在于具体过程为：将含羧酸基团的聚合物、金属化合物和聚合物离子液体PIL在乙醇胺溶液中通过原位离子络合的方法制备固载金属化合物的复合物，再将固载金属化合物的复合物在干燥有机溶剂中分散后，加入NaBH₄还原制备得到固载金属的非均相催化剂；制备过程中的具体合成路线为：

其中X为F、Cl、Br、BF₄或PF₆，金属化合物为RuCl₃或RhCl₃，对应的金属粒子为Ru或Rh，m＝1000-60000，n＝1000-80000。

进一步限定，所述非均相金属催化剂的制备方法，其特征在于具体步骤为：将10mgRuCl₃和10mg聚甲基丙烯酸溶解在2mL二甲基亚砜溶剂中，然后加入到20mL 10wt％的乙醇胺溶液中，再加入2mL含有10mg聚合物离子液体的二甲基亚砜溶液，混合超声后将生产的固体用乙醇反复洗涤纯化，干燥后得到固载金属化合物的复合物；将得到的固载金属化合物的复合物分散在10mL干燥有机溶剂四氢呋喃中，再加入1g NaBH₄，于室温下反应24h，然后离心，固体反复用乙醇洗涤后干燥得到固载Ru的非均相催化剂。