[发明专利]石墨烯共价负载联吡啶金属络合物催化剂的制备及应用

权利要求书

1.一种石墨烯共价负载联吡啶金属络合物催化剂的制备方法，其特征在于：

首先以2,2'-联吡啶氨基衍生物NH₂-Ph(CH₂)_nDPy为原料，通过重氮化反应将联吡啶衍生物共价嫁接到石墨烯上，得到联吡啶衍生物共价修饰石墨烯G-Ph(CH₂)_nDPy；然后G-Ph(CH₂)_nDpy与金属盐进行配位反应，得到石墨烯共价负载的联吡啶金属配位催化剂G-Ph(CH₂)_nDpy-M；具体包括如下步骤：

步骤1：NH₂-Ph(CH₂)_nDPy的制备

依次向三颈烧瓶中加入一定量的氨基苯硼酸频哪醇酯、Pd(PPh₃)₄、碳酸钾的饱和溶液以及溴代联吡啶溶于一定体积的溶剂中，混合液在加热条件下持续搅拌反应；反应结束后冷却至室温，加入稀盐酸除去过量的碳酸钾，二氯甲烷萃取有机层，浓缩分离后经重结晶得到NH₂-Ph(CH₂)_nDPy；反应路线如下所示：

步骤2：G-Ph(CH₂)_nDPy的制备

首先以NH₂-Ph(CH₂)_nDPy、盐酸和重氮试剂发生重氮化反应生成相应的重氮盐ClN⁺₂-Ph(CH₂)_nDPy；然后再与石墨烯进行偶联反应，制得G-Ph(CH₂)_nDPy；

反应路线如下所示：

步骤3：G-Ph(CH₂)_nDpy-M的制备

向三口烧瓶中加入适量的G-Ph(CH₂)_n-DPy和溶剂，并加入一定量的金属盐饱和溶液或金属有机化合物的醇饱和溶液，搅拌反应；反应结束后过滤得到固体产物，用去离子水充分洗涤，得到G-Ph(CH₂)_n-Dpy-M；

反应路线如下所示：

其中M＝Cu、Ni或Pd；n的取值范围为0～8。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

步骤1中，所述溴代联吡啶包括4-溴-2,2’-联吡啶、5-溴-2,2’-联吡啶或6-溴-2,2’-联吡啶；所述氨基苯硼酸频哪醇酯中饱和碳链n＝0～8。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

步骤3中，所述金属盐为Pd、Cu或Ni的无机盐或有机盐，所述金属有机化合物为Pd、Cu或Ni的乙酰丙酮配合物。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

步骤3中，G-Ph(CH₂)_nDPy与金属盐饱和溶液或金属有机化合物的醇饱和溶液的添加比例为每克G-Ph(CH₂)_nDPy添加1～10摩尔的金属盐饱和溶液或金属有机化合物的醇饱和溶液。

5.根据权利要求1-4中任一项制备方法获得的石墨烯共价负载联吡啶金属络合物催化剂的应用，其特征在于：以所述石墨烯共价负载联吡啶金属络合物催化剂催化Suzuki-Miyaura偶联反应。