[发明专利]一种氮杂大环席夫碱及其金属配合物、微纳米材料和应用

说明书

本发明公开了一种氮杂大环席夫碱及其金属配合物、微纳米材料和应用，涉及氮杂大环席夫碱技术领域，所述氮杂大环席夫碱的分子式为C₁₆H₃₄C_l2N₄O₈，结构式为：本发明氮杂大环席夫碱可以作为配体制备金属配合物，其合成方法简单、操作方便；将该金属配合物制备成微纳米颗粒，并将其应用于催化苯酚羟基化反应，具有较好的催化活性，其对于设计和探索新型的氮杂大环配合物催化剂有重要意义。

技术领域

本发明涉及氮杂大环席夫碱技术领域，尤其涉及一种氮杂大环席夫碱及其金属配合物、微纳米材料和应用。

背景技术

氮杂冠醚是一类具有柔性骨架结构的富电子大环化合物，是超分子化学研究的第一代大环主体分子。随环的大小不同，氮杂冠醚对于过渡离子、镧系金属离子及一些缺电子中性分子都能够进行选择性识别。

氮杂冠醚作为相转移催化剂已广泛应用于有机合成反应中，其在超分子催化方面的研究也有较多报道。

近年来，金属配合物催化剂在选择性催化领域的研究令人瞩目。目前金属配合物催化剂大致有卟啉类配合物，Salen类配合物以及其他类型的配合物，它们可在相对温和的条件下催化烯烃氧化，得到较高的转化率和选择性。Li等合成的邻菲啰啉-CuCl₂配合物能在温和条件下高效催化氧化环己烷，其转化率达到24.4％,环己酮的选择性几乎100％。Esmelindro等合成的双核Fe(III)配合物在催化以H₂O₂为氧源的环己烷氧化反应中，其转化率达到19.2％，醇酮的收率分别为12.6％和6.6％。

微纳米技术以及微纳米粒子独特的物理和化学特性引起了广泛的重视，微纳米催化剂由于其更大的外表面，更多暴露的晶胞、更多易接近和均匀分布的活性位等，也能够承载更多的组分。等人研究Ag纳米负载于α-Al₂O₃载体上催化分子氧，氧化苯乙烯环氧化反应，苯乙烯转化率达到94.6％，环氧苯乙烷选择性为55.6％，催化剂在反应30天后才出现极少量的钝化。

随着材料维度的降低和特征尺度的减小，纳米结构的量子效应、尺寸效应、表界面效应等一系列物理效应变得显著，它们是提高有机－无机杂化材料催化性能的关键所在。

鉴于金属配合物与纳米粒子的以上特殊性质，现有技术中已有研究将其两者结合，即将金属配合物制备成纳米级颗粒，显示出了其惊人的特性。本发明旨在提出一种新的氮杂大环席夫碱，并将其应用于研究金属配合物参与催化反应的作用机理，设计和探索新型的氮杂大环配合物催化剂。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种氮杂大环席夫碱及其金属配合物、微纳米材料和应用。

本发明提出的一种氮杂大环席夫碱，其分子式为C₁₆H₃₄C_l2N₄O₈，结构式如式(Ⅰ)所示：

优选地，所述氮杂大环席夫碱的晶体为斜方晶系，Fbca；晶胞参数：β＝90°；γ＝90°。

本发明还提出了上述氮杂大环席夫碱的制备方法，步骤如下：将乙二胺分散到丙酮中，搅拌下向其中滴加高氯酸水溶液进行反应，过滤，静置，有无色方片状晶体析出，过滤，洗涤，即得。

上述反应过程中，丙酮既是溶剂也是反应物，产物大环上的甲基来源自丙酮。滴加高氯酸水溶液，边滴加边反应。

优选地，于30min内滴加高氯酸水溶液完毕；乙二胺和高氯酸的摩尔比为1：1。

本发明还提出了一种氮杂大环席夫碱的金属配合物，是以上述氮杂大环席夫碱为配体，与Mn²⁺进行配位，得到氮杂大环席夫碱的锰(Ⅱ)配合物。