[发明专利]一种铀多酸晶体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种铀多酸晶体及其制备方法和其在催化合成吡唑类化合物的应用，属于多酸催化化学技术领域。该方法是将UOsubgt;2/subgt;(OAc)subgt;2/subgt;·2Hsubgt;2/subgt;O和Nasubgt;9/subgt;[A‑PWsubgt;9/subgt;Osubgt;34/subgt;]·7Hsubgt;2/subgt;O充分溶解在NaCl的水溶液中，通过室温下缓慢挥发的方法合成铀多酸晶体。该种晶体在催化磺酰肼类化合物和1，3‑二酮类化合物脱水缩合合成吡唑类化合物的反应中表现出优异的催化活性，目标产物产率高达99％。本发明提供的铀多酸晶体制备方法简单，催化活性好，在催化化学领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及多酸催化化学技术领域，具体讲是一种铀多酸晶体及其制备方法和应用。

背景技术

铀化合物浓缩技术和化学行为研究的发展对于核电、环境保护和锕系化学的发展是非常重要的。值得注意的是，几乎所有的金属元素都可以引入到多氧金属酸盐(POMs)的结构中，因为缺位POMs具有良好的电子储存性能，可以为高价元素提供多配位点。自20世纪90年代以来，人们一直在研究缺位POMs在分离和固定放射性元素方面的用途。由于聚钨酸盐的抗辐射性和高热稳定性，人们合成了几十种含锕系元素的聚钨酸盐(POWs)并对其进行了表征，其中以Keggin型铀多酸(U-POWs)的报道最多。几十年来，对POMs的研究重点早已从结构导向的研究发展到性能导向的研究。但是，铀多酸的结构和性能研究仍然是不足的。因此开发新型铀多酸晶体的制备方法并对其催化性能进行研究是非常有意义的。

吡唑类化合物是一种重要的氮杂环化合物，其广泛存在于天然产物和合成产物中，表现出广泛的生物活性，如抗真菌、消炎、抗微生物等。一些以吡唑环为基本分子的药物，如塞来昔布、利莫那班，已经在市场上蓬勃发展。磺酰肼与1,3-二酮的直接缩合是合成吡唑类化合物最有效的方法，该方法整体反应效率高，原子经济性好。许多催化剂已被开发用于磺酰肼与1,3-二酮缩合制备吡唑类化合物的反应中。例如，氢氧化钠能够催化该反应，但是催化剂存在强碱性、强腐蚀性以及产率较低等问题，其他催化剂如硫酸、三氟甲基磺酸钪、二氧化硅负载的五氧化二磷也存在反应条件苛刻、催化剂、配体昂贵和产生有毒副产物等局限性。因此，开发新的绿色高效的催化方法合成吡唑类化合物是非常必要的。

发明内容

针对目前铀多酸晶体制备及性能研究存在的不足，本发明提出了一类铀多酸晶体的制备方法并将其应用于磺酰肼与1,3-二酮缩合合成吡唑类化合物的反应。此方法使用铀多酸晶体作为绿色催化剂，产率高，无有毒副产物产生，符合绿色生产的要求。

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种铀多酸晶体及其制备方法和应用。

本发明的技术解决方案如下：

一种铀多酸晶体，具有以下化学式：Na_xH(H₂O)_y[Na(UO₂)(PW₉O₃₄)]₂·7H₂O，其中10≤x≤13，29≤y≤31。

优选地，所述铀多酸晶体为化合物1和/或化合物2。

其中化合物1的化学式为Na₁₁H(H₂O)₃₁[Na(UO₂)(PW₉O₃₄)]₂·7H₂O；

化合物2的化学式为Na₁₂(H₂O)₂₉[Na(UO₂)(PW₉O₃₄)]₂·7H₂O(2)。