[发明专利]用于催化合成螺吲哚酮类化合物的介孔聚L-脯氨酸催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于催化合成螺吲哚酮类化合物的介孔聚L‑脯氨酸及其制备方法和应用。本发明提供的用于催化合成螺吲哚酮类化合物的介孔聚L‑脯氨酸的制备方法，所述介孔聚L‑脯氨酸由L‑脯氨酸功能化单体、具有2、4、6或8个碳原子的烷基桥键交联剂以及以烯烃修饰的Fe₃O₄纳米粒子进行聚合反应制得。本发明还提供了以上述介孔聚L‑脯氨酸为催化剂的螺吲哚酮类化合物的合成方法。在该介孔聚L‑脯氨酸中端烯修饰的Fe₃O₄纳米颗粒起到骨架强化剂的作用。其中的疏水烷基桥链所形成的疏水微环境提高了在介孔孔道中原料的催化效率。

技术领域：

本发明涉及新材料合成技术领域，具体涉及合成螺吲哚类化合物的技术领域，尤其涉及一种用于催化合成螺吲哚酮类化合物的介孔聚L-脯氨酸催化剂及其制备方法和应用。

背景技术：

介孔材料具有优异的性质，包括周期性排列的中孔、均匀的纳米尺度框架、可调的孔形状和尺寸、较高的比表面积、大孔体积和可调的组成，在催化领域显示出巨大的潜力。材料中的中孔可以提供独特的纳米尺寸限制效应，并显著改变各种负载分子的微环境，以调节其迁移或特性，这使得实现许多在本体相中无法实现的反应成为可能。除了限制效应，介孔材料通过创造有利的微环境，如活性中心周围的疏水介孔，表现出高催化活性和选择性。受此启发，微环境方面，如疏水介孔和远端氢键供体，在小分子活化、烃裂解、不对称合成等方面得到了广泛的研究。特别是在水不溶性基质中，疏水性微环境加速了水中的质子转移速率。利用这一特殊特性，通过精确控制疏水嵌段，设计和制备疏水介孔材料将成为可能。

磁性纳米粒子，尤其是Fe₃O₄纳米粒子的应用也在该领域引起了越来越广泛的关注。其中，磁性回收Fe₃O₄纳米粒子是化学工程和化学领域最常用的方法。起初，Fe₃O₄纳米粒子的表面被各种功能材料覆盖，以增强其功能。随后，活性成分可以有效地接枝到功能性Fe₃O₄纳米粒子上，目的是制备具有丰富活性位点和显著磁回收率的高性能催化剂。迄今为止，Fe₃O₄纳米粒子大多数仅被用于制备磁性可回收催化剂的磁性部分。然而，可查文献关于Fe₃O₄纳米粒子在介孔骨架制备中作为结构增强剂的报道很少。因此，寻找Fe₃O₄纳米粒子合成介孔材料的有效方法已成为新型介孔材料的迫切需求。

多组分反应为以原子经济的方式构建有价值的复杂有机化合物提供了强有力的工具。但是，包含明确的中孔和独特疏水性的多孔材料将难以通过常规方法制备。

发明内容：

针对上述现有技术中的技术问题和需求，本发明的目的在于提供一种用于催化合成螺吲哚酮类化合物的催化剂及其制备方法，同时还提供了基于该催化剂合成螺吲哚酮类化合物的方法，本发明提供的催化剂是一种高效、环境友好的、具有明确介孔结构和独特疏水性的新型介孔聚L-脯氨酸(MPLPs)。基于该催化剂的催化反应是以水做溶剂，在温和反应条件即可实现螺吲哚类化合物的合成。

本发明的一方面提供了一种用于催化合成螺吲哚酮类化合物的介孔聚L-脯氨酸的制备方法，所述介孔聚L-脯氨酸由L-脯氨酸功能化单体、具有2、4、6或8个碳原子的烷基桥键交联剂以及以烯烃修饰的Fe₃O₄纳米粒子进行聚合反应制得。在该介孔聚L-脯氨酸中端烯修饰的Fe3O4纳米颗粒在介孔聚合物的制备过程中起到骨架强化剂的作用，其中的疏水烷基桥链所形成的疏水微环境提高了在介孔孔道中原料的催化效率。而介孔L-脯氨酸的由于其介孔孔道的限制效应和独特的疏水微环境的协同作用使其在水中的催化反应中具有高活性。