[发明专利]一种磁性纳米双酸催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种磁性纳米双酸催化剂在合成1,5-苯并二氮杂卓类化合物中的应用，其特征在于，所述磁性纳米双酸催化剂包括氨基化CoFe₂O₄@SiO₂核壳纳米粒子载体，以及化学键合负载在所述载体上的Brønsted酸和过渡金属Lewis酸；

其中，所述Brønsted酸的结构如式（Ⅰ）所示：

（Ⅰ）

R¹、R²、R³、R⁴为H、羧基或氨基，且R¹、R²、R³、R⁴中至少有一个为羧基；

所述Brønsted酸中氨基邻位的羧基与所述载体表面的氨基缩合形成酰胺键；所述酰胺键中的N和所述酰胺键邻位氨基中的N与所述过渡金属Lewis酸中的金属原子形成配位键；

所述过渡金属Lewis酸为三氯化铈、氯化铜、氯化镍或醋酸钯；

所述合成1,5-苯并二氮杂卓类化合物的反应为：

；

当R₁=H时，R₂=H，CH₃，Cl，Br或OCH₃；当R₁=CH₃时，R₂=CH₃；

n=1，2。

2.如权利要求1所述的磁性纳米双酸催化剂在合成1,5-苯并二氮杂卓类化合物中的应用，其特征在于，所述Brønsted酸为2-氨基对苯二甲酸；所述过渡金属Lewis酸为三氯化铈。

3.如权利要求2所述的磁性纳米双酸催化剂在合成1,5-苯并二氮杂卓类化合物中的应用，其特征在于，所述磁性纳米双酸催化剂的结构如式（Ⅱ）所示：

（Ⅱ）

其中，R为甲基或乙基。

4.权利要求1-3任一项中所述的磁性纳米双酸催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤a，制备CoFe₂O₄@SiO₂核壳纳米粒子；

步骤b，将所述CoFe₂O₄@SiO₂核壳纳米粒子分散于第一有机溶剂中，加入含氨基的硅烷偶联剂，混合均匀，加热反应，分离产物，洗涤，干燥，得氨基化CoFe₂O₄@SiO₂核壳纳米粒子；

步骤c，将所述氨基化CoFe₂O₄@SiO₂核壳纳米粒子和所述Brønsted酸分散于第二有机溶剂中，于140-150 ℃反应20-24 h，分离产物，洗涤，干燥，得负载Brønsted酸的CoFe₂O₄@SiO₂核壳纳米粒子；

步骤d，将所述负载Brønsted酸的CoFe₂O₄@SiO₂核壳纳米粒子和所述过渡金属Lewis酸分散于第三有机溶剂中，于70-78 ℃反应20-24 h，分离产物，洗涤，干燥，得所述磁性纳米双酸催化剂。

5.如权利要求4所述的磁性纳米双酸催化剂的制备方法，其特征在于，步骤b中，所述CoFe₂O₄@SiO₂核壳纳米粒子的质量与含氨基的硅烷偶联剂的物质的量比为1-2:5-7，其中，质量的单位是克，物质的量的单位是毫摩尔；和/或

步骤c中，所述氨基化CoFe₂O₄@SiO₂核壳纳米粒子与Brønsted酸的质量比为1:1-1.2；和/或

步骤d中，所述负载Brønsted酸的CoFe₂O₄@SiO₂核壳纳米粒子的质量与过渡金属Lewis酸的物质的量比为1:1.5-2，其中，质量的单位是克，物质的量的单位是毫摩尔。