[发明专利]非金属氮掺杂多孔碳催化剂及制备羧酸甲酯化合物的方法

说明书

本发明公开一种非金属氮掺杂多孔碳催化剂及制备羧酸甲酯化合物的方法，是以ZIF‑8为前驱体，经过真空活化及保温煅烧，使其中的金属锌升华为气体而蒸发，得到不含任何金属的非金属氮掺杂多孔碳催化剂，制备方法简单、原料易得成本低。以所制得的非金属氮掺杂多孔碳催化剂制备羧酸甲酯化合物，不仅具有收率高、反应条件简单温和、后处理容易且可重复使用催化剂等优点，关键是催化剂不含金属，避免金属在反应过程中流失至产物中，有效提高了产物纯度，可适用于医药和高新生物技术领域。

技术领域

本发明涉及一种催化剂及制备羧酸甲酯化合物的方法，尤其是一种非金属氮掺杂多孔碳催化剂及制备羧酸甲酯化合物的方法。

背景技术

羧酸甲酯化合物是一类非常重要的有机合成中间体和精细化工产品，广泛应用于有机合成、涂料、化妆品、食品、香料、医药及高分子材料等领域。目前制备甲酯类化合物的方法主要是一锅法，即催化氧化醇一步合成甲酯类化合物，已报道有均相和多相催化体系，但催化体系中均需要贵金属和非贵金属，存在着不同程度的问题。

均相催化体系主要是采用Pd为催化剂，如2011年，雷爱文课题组（Angew. Chem.Int. Ed. 2011, 50, 5144-5148）报道了用5mol%的[PdCl₂(CH₃CN)₂]作为催化剂，10 mol%的AgBF₄和2个当量的NaOtBu作为添加剂，45℃，氧气球压力下，实现了甲酯类化合物的合成。2011年，Matthias Beller课题组和雷爱文课题组几乎同时，在Angew. Chem. Int. Ed.报道了Pd催化的醇直接氧化为酯类化合物的方法。Matthias Beller课题组（Angew. Chem.Int. Ed. 2011, 50, 5139-5143）报道了用2-5 mol%的Pd(OAc)₂作为催化剂，添加4-5mol% nBuP(1-adamantyl)2作为配体，加入4-10 mol% AgPF₆和50-120 mol%的K₂CO₃作为添加剂，50-80℃，1 bar O₂条件下反应20-40h，实现了甲酯类化合物的合成。上述方法反应需要加入贵金属Pd且不能回收循环使用，成本高；而且为获得高的催化活性，需要加入配体或者多种添加剂，产物分离比较复杂。