[发明专利]一种多氮杂配体钯功能化纤维及其制备方法和应用

说明书

本发明属于钯催化剂制备技术领域，具体涉及一种多氮杂配体钯功能化纤维及其制备方法和应用。所述多氮杂配体钯功能化纤维具有式(Ⅰ)所示结构式，其催化Heck反应活性高，循环使用次数多，从而减少了催化Heck反应中钯的用量，降低了成本以及对环境的污染，该多氮杂配体钯功能化纤维适用于无溶剂体系催化，且制备原料廉价易得，制备过程简单易行；

技术领域

本发明属于钯催化剂制备技术领域，具体涉及一种多氮杂配体钯功能化纤维及其制备方法和应用。

背景技术

Heck反应是一种重要的C-C偶联反应，在化工生产和药物合成过程中具有重要的应用价值，例如孟鲁斯特(抗哮喘药)、萘普生(抗炎药)等。据文献报道，常用于催化Heck反应的催化剂为有机金属催化剂，而钯在众多金属催化剂中具有更高效的催化效果。而均相钯催化剂具有回收困难从而导致生产成本高以及污染环境等缺陷，所以可回收利用的非均相钯催化剂被广泛研究，作为非均相钯催化剂常用的配体材料有SBA-15、salen配体等。

现有制备非均相钯催化剂的技术包括：(1)通过在SBA-15通道之间嵌入磁铁矿纳米颗粒，获得磁性介孔二氧化硅复合材料(MNP@SiO₂-SBA)。用N-(3-(三甲氧基硅基)丙基)吡啶酰胺(TMS-PCA)对其进行硅化，然后与Pd(II)进行络合。(2)将Pd(OAc)₂(0.224g,1mmol)悬浮于10mL甲醇中滴入PS-salen配体悬浮于20mL甲醇中(0.893g,1mmol)。混合物在60℃下搅拌6h，冷却，固体产品通过过滤分离，然后用30mL甲醇洗涤。经烘箱干燥后，得到PS-Pd-salen催化剂。

现有非均相钯催化剂制备技术存在配体制备复杂，制备的钯催化剂循环次数少，催化Heck反应体系需要溶剂参与反应使得后处理过程复杂等缺陷，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述问题，提供一种催化活性高、循环使用次数多，可用于无溶剂体系催化，且易于制备的多氮杂配体钯功能化纤维及其制备方法和应用。

为实现本发明的上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种多氮杂配体钯功能化纤维，其具有式(Ⅰ)所示结构式：

该多氮杂配体钯功能化纤维对金属粒子有稳定的螯合作用以外，具有季铵盐的氮正离子可通过离子作用将钯(Ⅱ)固定到配体纤维的具体位置中，然后通过原位还原将钯(Ⅱ)再定位还原为钯(0)，即该多氮杂配体功能化纤维的一个结构只能容纳1个钯纳米粒子，所以粒径更小，更加分散，所以催化效果更好。

本发明的第二方面，提供所述多氮杂配体钯功能化纤维的制备方法，其是通过将多氮杂配体负载至腈纶纤维表面，进而络合Na₂PdCl₄，再在NaBH₄的作用下原位还原而得，具体地，包括如下步骤：

S1、将腈纶纤维、乙醇胺和水混合使反应，所得反应产物依次进行洗涤、干燥后，得乙醇胺功能化纤维；

S2、将乙醇胺功能化纤维、三聚氯氰和乙腈混合使反应，所得反应产物依次进行洗涤、干燥后，得三聚氯氰功能化纤维；

S3、将三聚氯氰功能化纤维和N,N-二甲基-1,3-丙二胺混合使反应，所得反应产物依次进行洗涤、干燥后，得叔胺功能化纤维；

S4、将叔胺功能化纤维、溴化苄和乙醇混合使反应，所得反应产物依次进行洗涤、干燥后，得多氮杂配体功能化纤维；

S5、将多氮杂配体功能化纤维、四氯钯酸钠和水混合使反应，所得反应产物依次进行洗涤、干燥后，得多氮杂配体氯化钯功能化纤维；

S6、将多氮杂配体氯化钯功能化纤维和硼氢化钠混合使反应，所得反应产物依次进行洗涤、干燥后，得多氮杂配体钯功能化纤维。