[发明专利]分子内Π-堆叠结构导向剂及由其合成的分子筛

说明书

分子筛的制造方法可以包括：使选自四面体元素源的源在选自Ar⁺‑L‑Ar、Ar⁺‑L‑Ar‑L‑Ar⁺、Ar⁺‑L‑Ar‑L‑NR₃⁺和ArAr⁺‑L‑Ar⁺Ar的结构导向剂(SDA)的存在下反应，以产生分子筛，其中Ar⁺是含N的阳离子芳族环，Ar是不带电荷的芳族环，L是3‑6个碳原子的亚甲基链，NR₃⁺是季铵，并且ArAr⁺和Ar⁺Ar是包含含N阳离子部分和不带电荷部分二者的稠合芳族环结构。

技术领域

本公开内容涉及能够由于分子内π-堆叠而呈现大体积构象的结构导向剂。本公开内容还涉及由这样的结构导向剂生产的分子筛，其特征在于大笼、大腔和/或大孔。

背景技术

分子筛具有广泛的工业应用，包括催化、离子交换、气体吸附和分子分离。分子筛的许多性质和所得应用来源于孔结构的尺寸和形状。仍需要具有大笼、大腔或大孔的全部-二氧化硅、铝硅酸盐或硼硅酸盐分子筛。这种分子筛通常通过使用大体积季铵或分子作为结构导向剂(SDA)来制备。

例如，Lee和Zones使用化合物A(其中R₁优选为H，R₂和R₃优选为CH₃，R₄优选为CH₃CH₂)来制备SSZ-50，其为具有RTH拓扑结构的铝硅酸盐(Lee，G.S.和Zones，S.I.，Polymethylated[4.1.1]octanes leading to molecular sieve SSZ-50，J.Solid StateChem.，167,289-298(2002))。

RTH骨架具有大的笼，其具有在大的空腔处相交的两个垂直的8环通道。分子的庞大提供了在骨架的大笼内的良好拟合。RTH型分子筛也可以制成具有许多SDA的硼硅酸盐(Wagner,P.,Nakagawa,Y.,Lee,G.S.,Davis,M.E.,Elomari,S.,Medrud,R.C.和Zones,S.I.J.Am.Chem.Soc.,122,263-273(2000)以及Vortmann,S.,Marler,B.,Gies,H.和Daniels,P.Microporous Materials,4,111-121(1995))。然而，就此而言，化合物A是导致铝硅酸盐形式的RTH骨架结构的唯一季铵分子。

化合物A需要使用氢化铝锂还原的7-8步合成。制备化合物A的费用和危险使得其难以制备，特别是在商业实施铝硅酸盐形式的上述RTH拓扑结构分子筛所需的大规模上。

有一种相关的分子筛结构，ITQ-3(Ite，Camblor，M.A.，Corma，A.，Lightfoot，P.，Villaescusa，L.A.和Wright，P.A.Angew.Chem.Int.Ed.，36，2659-2661(1997))，其具有在RTH结构中存在的相同层，只是这些层通过镜面对称而不是通过反转中心相关。RTH和ITE的笼大小相似但形状不同。ITQ-3据报道是在氟化物介质中以全部-二氧化硅和铝硅酸盐形式使用不容易获得的胺前体制备的。据报道，用于产生ITE结构的相同SDA分子可用于在氢氧化物介质中制备作为铝硅酸盐的SSZ-36结构(J.Am.Chem.Soc.，122，263-273(2000))。Mulhouse的工作人员报道了另一种使用化合物B作为SDA的铝硅酸盐ITE型分子筛(Valtchev，V.，Paillaud，J.L.，Lefebvre，T.，Lenouen，D.和Kessler，H.MicroporousMesoporous Mat.，38,177-185(2000))。同样，这是一种多环分子，其制备需要多步骤程序。