[发明专利]常温常压下以MCOF催化CO2

说明书

本发明提供了一种常温常压下以MCOF催化CO₂为碳源制备甲酰胺类化合物的方法，属于化学及化学工程技术领域。在常温常压条件下，以CO₂作为碳源实现多种胺类底物的N‑甲酰化反应。本发明的优点是：该反应体系使用掺杂金属离子的二维共价有机框架MCOF为催化剂，常温常压下对CO₂进行还原提供酰基，避免了使用高压氢气和有毒的CO，反应条件温和（常温常压）。本发明所述的制取甲酰胺的方法，以温室气体二氧化碳作为碳源、成本较低、操作简单、反应条件温和（常温常压），制备甲酰胺产品的收率优良（99%），为N‑酰化反应提供了一种绿色的合成方法。

技术领域

本发明属于有机合成与非均相催化技术领域，具体涉及制备金属离子掺杂的共价有机框架材料MCOF以及常温常压下催化以二氧化碳为碳源的N-甲酰化反应。

背景技术

二氧化碳是最常见的温室气体，二氧化碳在强烈吸收地面长波辐射后能向地面辐射出波长更长的长波辐射，对地面起到了保温作用，温室效应不断加剧导致全球气候变暖，产生一系列当今科学不可预测的全球性气候问题，例如“厄尔尼诺现象”和“拉尼娜现象”，均被认为与二氧化碳的过量排放有关。而另一方面，CO₂也被认为是一种丰富的廉价、无毒、可再生C1资源，通过化学转化的途径将C0₂转化为我们需要的化学品，不仅能改善人类长期依赖化石能源的困境，而且可以有效地减少空气中二氧化碳的含量，有利于缓解CO₂带来的温室效应。将二氧化碳作为一种绿色和可再生的碳源，转化为其他高附加值化学品具有非常重要的意义，已被广泛研究。迄今为止，已经做出许多努力来实现在温和条件下CO₂的转化。例如，已经利用了离子液体，N-杂环卡宾(NHCs)和其他一些有效的催化剂，以实现在温和环境条件下C0₂的转化。开发简单有效温和的催化体系是当前研究的一个努力方向。

甲酰胺是一类广泛用于有机合成的化合物，可以用于合成高价值的杂环，生物中间体和药物。甲酰胺还用作氢化硅烷化反应和其他转化中的路易斯碱有机催化剂。此外，甲酰基是肽合成中胺基官能团有用的保护基团。基于CO₂是一种廉价无毒可再生的C1资源，使用CO₂作为甲酰化试剂，为胺的甲酰化提供了一条绿色合成道路。H₂已用于胺和CO₂的甲酰化反应，但通常需要苛刻的反应条件，反应危险。

发明内容

本发明的目的是提供一种温和、便利、高效的以CO₂为碳源的N-甲酰化合成方法。本发明提供的方法是在常温常压条件下，以掺金属离子的共价有机框架材料催化CO₂作为碳源实现多种胺类底物的N-甲酰化反应。

本发明的优点是：该反应体系使用掺杂金属离子的二维共价有机框架MCOF为催化剂，常温常压下对CO₂进行还原提供酰基，避免了使用高压氢气和有毒的CO，反应条件温和（常温常压）。本发明所述的制取甲酰胺的方法，以温室气体二氧化碳作为碳源、成本较低、操作简单、反应条件温和（常温常压），制备甲酰胺产品的收率优良（99%），为N-酰化反应提供了一种绿色的合成方法。

本发明采用如下技术方案：

常温常压下以MCOF催化CO₂为碳源制备甲酰胺类化合物的方法，以MCOF为催化剂、CO₂为碳源、胺化合物与硅烷为底物，反应制备甲酰胺类化合物。

本发明公开了MCOF作为催化剂在催化CO₂为碳源制备甲酰胺类化合物中的应用。

本发明以MCOF为催化剂、CO₂为碳源、胺化合物、硅烷为底物，在溶剂中反应制备甲酰胺类化合物。