[发明专利]一种合成碳酸酯的超分子鎓盐催化剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种合成碳酸酯的超分子鎓盐催化剂及其制备方法。将咪唑类离子液体和功能化芳香烃，按照一定的重量比例反应，制备在主链环结构上含有咪唑类离子液体结构单元的柱芳烃超分子鎓盐化合物。本发明通过在柱芳烃主链结构上直接接上功能性离子液体，拓展了柱芳烃和离子液体功能化手段，且高效地改变了柱芳烃和离子液体电子环境，使其兼具备离子液体不挥发、可功能化、绿色环保，柱芳烃较高的选择性和很好的识别能力的特点。同时，两种结构单元的有效结合，使其在应用过程中发挥协同效应。

技术领域

本发明涉及一种合成碳酸酯的超分子鎓盐催化剂的制备方法，超分子鎓盐可以作为碳酸酯类产品催化剂。

背景技术

随着超分子化学的发展已逐渐成为一个新兴的交叉学科，2008年第三代超分子结构——柱芳烃，被日本科学家Ogoshi发现。它以独特的多种弱相互作用使其具有复杂有序、特殊功能的化合物，并逐渐成为新一代主体分子。目前，对于超分子化学的研究主要集中在主客体络合、荧光检测等方面，催化剂方面的研究寥寥可数，并且由于其结构上的特点，其溶解性能较差。因此制备一种溶解性较好，且具有高催化活性的超分子迫在眉睫。

离子液体作为一种在催化和溶解性方面表现突出的新型结构分子，但由于离子液体溶解性较好，与产物分离等问题制约着离子液体工业化的进程。结合两种结构特点，科研人员逐渐发现，将二者有机结合可以解决超分子溶解性差，催化活性低难于分离的缺点，同时可以改善离子液体选择性和转化率低、与产物分离难的问题。

发明内容

发明目的：

本发明提供一种合成碳酸酯的超分子鎓盐催化剂及其制备方法，其目的在于解决柱芳烃难以通过主链合成改善溶解性的技术困难，并且解决了离子液体在分离方面的技术问题。

技术方案：

一种合成碳酸酯的超分子鎓盐催化剂，超分子鎓盐的基本单元由X单元和Y单元组成，其中X单元结构式如(Ⅰ)所示，Y单元结构式如(Ⅱ)所示：

所述超分子鎓盐基本单元含有2个X和1个Y；

所述式中(Ⅰ)中的R1和R2为甲基；

所述式中(Ⅱ)中的R3、R4、R5选自氢、甲基或者羧基。

所述超分子鎓盐催化剂的结构式为式(Ⅲ)，

所述超分子鎓盐基本单元含有2个X和1个Y；

所述n为3、4、5；

所述R1和R2为甲基；

所述R3、R4、R5选自氢、甲基或者羧基；R6选自氯、溴或者碘离子。

一种合成碳酸酯的超分子鎓盐催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，原料与二元卤代烃以摩尔比1：1搅拌混合，N₂保护，保证压力为0.15MPa，70℃反应2h，经洗涤，浓缩并纯化得化合物A；

步骤2，化合物A溶于对二苯甲醚，化合物A与对二苯甲醚的摩尔比为1:1-5，加入路易斯酸，路易斯酸与对二苯甲醚的摩尔比为1:10，在搅拌器中，自转10-20rpm，公转5-10rpm，常温下反应20min，低温-2℃下水洗，有机层纯化得化合物B；

步骤3，化合物B溶于溶剂中，化合物B与溶剂的摩尔比为1:1-5，加入多聚甲醛和三氟化硼乙醚，多聚甲醛与溶剂摩尔比为1:1-5、三氟化硼乙醚与溶剂摩尔比为1:10，常温下反应24h，经洗涤、浓缩即得到超分子鎓盐催化剂。

步骤1中，原料为咪唑、4-咪唑乙酸、2-甲基咪唑中的一种。

步骤1中，二元卤代烃选自二氯甲烷、二溴甲烷、二碘甲烷中的一种。