[发明专利]一种N-杂环卡宾铂配合物羧酸金属盐一体化催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机化学领域，具体涉及一种N-杂环卡宾铂配合物羧酸金属盐一体化催化剂及其制备方法。

背景技术

烯烃催化硅氢加成反应是合成有机硅偶联剂和功能有机硅化合物及聚合物最重要的途径之一(J.Organomet.Chem.,2003,681,91-97)。烯烃硅氢加成通常使用Speier催化剂(氯铂酸的异丙醇溶液)和Karstedt催化剂(铂的四甲基二乙烯基二硅氧烷配合物)，上述两类催化体系虽具有较高活性，但存在产物选择性不高，在催化剂储存及反应过程中易产生铂黑，催化剂成本较高等缺点。Markó等报道，对于Karstedt催化剂，利用N-杂环卡宾作配体置换其部分四甲基二乙烯基二硅氧烷，所制得的N-杂环卡宾铂配合物对烯烃硅氢加成具有高活性，同时在反应过程中，催化剂体系稳定，不产生铂黑沉淀(Science，2002，298,204)。

对于目前用于烯烃催化硅氢加成反应的催化剂，存在选择性不高以及反应易产生铂黑的问题，目前没有相应的产品可以解决这些问题。

发明内容

为了解决目前的用于烯烃催化硅氢加成反应的催化剂存在选择性不高以及反应易产生铂黑的问题，本发明提供一种N-杂环卡宾铂配合物羧酸金属盐一体化催化剂及其制备方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种N-杂环卡宾铂配合物羧酸金属盐一体化催化剂，所述催化剂的结构式为：

结构式中：

R为甲基、正丁基、三甲基苯基或2,6-二异丙基苯基；

R的英文为methyl、n-butyl、1,3,5-trimethylphenyl或2,6-di-i-propylphenyl；

M为二价金属离子；

n为1、2、3、4、6、8或10。

作为优选，所述催化剂中的M二价金属离子为Fe(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Ca(Ⅱ)或Mg(Ⅱ)。

作为优选，所述催化剂采用烷基咪唑和卤代羧酸反应获得羧酸功能化咪唑盐，然后再与亚铁、铜、锌、钙或镁的氯化物反应，得到含亚铁、铜、锌、钙或镁的羧酸盐的咪唑基离子液体，所制备的离子液体在叔丁基醇钾的作用下，得到N-杂环卡宾配体，然后将其和Karstedt催化剂反应，得到N-杂环卡宾铂配合物羧酸金属盐一体化催化剂。

一种N-杂环卡宾铂配合物羧酸金属盐一体化催化剂的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)烷基咪唑与1-氯代羧酸按摩尔比1:1加入到带有磁力搅拌、加热装置和冷凝装置的反应容器中，并加入三氯乙烷作反应溶剂，在60-90℃下，搅拌反应8h；

(2)将上述反应的反应产物冷却，倒去上层清液，再用乙酸乙酯清洗两次，减压除去残余溶剂，得到羧酸功能化咪唑盐，待用；

(3)将上述所得羧酸功能化咪唑盐溶于无水乙醇，并按照烷基咪唑与金属氯化物的摩尔比为2:1的比例，在溶液中加入亚铁、铜、锌、钙或镁的氯化物，在60-90℃下，搅拌反应3h，将反应产物减压除去溶剂，得到固体产物；

(4)将上述所得固体产物在四氢呋喃中形成悬浮液，在室温下，加入叔丁基醇钾，搅拌30分钟，得到N-杂环卡宾配体；叔丁基醇钾的加入量是根据反应原理进行计算得到的；

(5)将上述得到的N-杂环卡宾配体中加入karstedt催化剂，在室温下搅拌1h，除去溶剂，得N-杂环卡宾铂配合物羧酸金属盐一体化催化剂。

作为优选，所述步骤(1)的烷基咪唑为1-甲基咪唑、1-乙基咪唑、1-丙基咪唑、1-丁基咪唑、1-(1,3,5-三甲基苯基)咪唑或1-(2,6-二异丙基)苯基咪唑。

作为优选，，所述步骤(1)中的1-氯代羧酸为1-氯代乙酸、1-氯代丙酸、1-氯代丁酸、1-氯代己酸、1-氯代辛酸或1-氯代癸酸。

作为优选，，karstedt催化剂中铂和烷基咪唑的摩尔比为1:1。

一种采用上述N-杂环卡宾铂配合物羧酸金属盐一体化催化剂的烯烃硅氢加成反应，以烯烃和含氢硅烷为原料，并加入催化剂，然后在密闭容器内，80℃下反应4h，滗析法分出上层产物，减压蒸馏收集馏分，得到硅氢加成产物；其中烯烃:含氢硅烷:催化剂的摩尔比为10000:11000-12000:1-50。

作为优选，烯烃:含氢硅烷:催化剂的摩尔比为10000:11000:4。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

1催化剂的可选择性较高，

2不会产生铂黑沉淀；

3易于分离，可循环使用率较高。