一种氮杂环卡宾共价有机框架材料负载钯的催化剂制备及应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109894153A(43)申请公布日2019.06.18(21)申请号201910154963.XC07C201/12(2006.01)(22)申请日2019.03.01C07C205/06(2006.01)C07C17/263(2006.01)(71)申请人山西师范大学C07C25/18(2006.01)地址041000山西省临汾市尧都区贡院街1C07C205/12(2006.01)号(72)发明人杨俊娟王君文吴元元王昕(74)专利代理机构北京中索知识产权代理有限公司11640代理人刘翔(51)Int.Cl.B01J31/28(2006.01)C07C1/32(2006.01)C07C15/14(2006.01)C07C41/30(2006.01)C07C43/205(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种氮杂环卡宾共价有机框架材料负载钯的催化剂制备及应用(57)摘要一种氮杂环卡宾共价有机框架材料负载钯的催化剂制备方法以及基于该催化剂的碳-碳偶联反应的催化应用。非均相催化剂的合成步骤为：以含氮杂环卡宾的共价有机框架材料为载体(COF-NHC)，负载金属钯即得碳-碳偶联反应的催化剂(Pd@COF-NHC)。该反应以卤代芳烃和芳基苯硼酸为原料，以碳酸钾为碱，在水溶剂中室温下反应1.0h即得目标产物，收率均在90％以上。以溴苯和苯硼酸为反应模板，所制得的催化剂在循环使用十次后，收率依然可达97％。本发明的金属钯非均相催化剂具有用量小，结构稳定，活性高，可多次循环使用的特点，具有很好的工业化应用前景。CN109894153ACN109894153A权利要求书1/2页1.一种氮杂环卡宾共价有机框架材料负载钯催化剂，其特征在于：所述催化剂以氮杂环卡宾功能化的共价有机框架材料载体，负载钯，其中，所述的共价有机框架材料的结构式为：2.如权利要求1所述的一种氮杂环卡宾共价有机框架材料负载钯催化剂的制备方法，其特征在于：所述催化剂的合成步骤为：首先，氮杂环卡宾为构筑基元的醛与三胺基苯在室温下离子液体中反应1～3h，产物用乙腈和甲醇反复洗涤后，真空干燥，即得氮杂环卡宾共价有机框架材料COF-NHC；然后将COF-NHC和醋酸钯于10mL有机溶剂中，25～75℃反应1～3小时，过滤后固体于80℃真空干燥12小时，即得非均相催化剂Pd@COF-NHC。3.根据权利要求2所述的一种氮杂环卡宾共价有机框架材料负载钯催化剂的制备方法，其特征在于：醋酸钯和共价有机框架材料的摩尔比为1～3:1。4.根据权利要求2所述的一种氮杂环卡宾共价有机框架材料负载钯催化剂的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂选自乙腈、苯、甲苯、三氯甲烷、乙醇任一种。5.一种氮杂环卡宾共价有机框架材料负载钯的催化剂的应用，其特征在于：所述催化剂应用于催化碳-碳偶联反应。6.根据权利要求5所述的一种氮杂环卡宾共价有机框架材料负载钯的催化剂的应用，其特征在于：所述碳-碳偶联反应的步骤包括：将将卤代芳烃(1)、芳基硼酸(2)、碱和催化剂Pd@COF-NHC，加入溶剂中，于室温下反应0.5-3小时，冷却，经离心分离，液相经硅胶柱层析分离提纯得纯的偶联产物(3)；反应式如下：其中R1选自氢、甲基、甲氧基、硝基；X选自氯、溴、碘；R2选自氢、氯、甲基、甲氧基。7.根据权利要求6所述的一种氮杂环卡宾共价有机框架材料负载钯的催化剂的应用，其特征在于：所述碱选自碳酸钾、氢氧化钾、叔丁醇钾、磷酸钾中的任意一种。2CN109894153A权利要求书2/2页8.根据权利要求6所述的一种氮杂环卡宾共价有机框架材料负载钯的催化剂的应用，其特征在于：所述溶剂选自甲醇、乙醇、四氢呋喃、乙腈、二氧六环、二甲基甲酰胺、甲醇的水溶液、乙醇的水溶液、水中任意一种。3CN109894153A说明书1/7页一种氮杂环卡宾共价有机框架材料负载钯的催化剂制备及应用技术领域[0001]本发明属于有机金属催化、氮杂环卡宾、共价有机框架材料技术领域，特别涉及一种氮杂环卡宾共价有机框架材料负载钯的催化剂制备方法以及基于该催化剂的碳-碳偶联反应的催化应用。背景技术[0002]碳-碳偶联反应在有机合成中具有非常重要的地位，通过该反应，可缩短有机合成的步骤，能够极大的节约能源，提高化合物的原子利用率。以钯为活性组分的催化剂是目前碳-碳偶联反应活性最好的催化剂。传统的钯均相催化剂具有活性高，选择性好等优点；不足之处在于催化剂难以重复使用，成本较高；发展能够多次循环使用的非均相催化剂是弥补这一不足的有效策略。[0003]共价有机框架材料(COF)材料是多孔材料中较为特殊的一种，其结构稳定、有序，结晶度好，被称为“有机分子筛”，基于该材料大的比表面积