[发明专利]一种Cu(I)催化剂的制备方法、产品及应用

说明书

本发明公开了一种Cu(I)催化剂的制备方法、产品及应用，涉及催化剂技术领域。方法如下：制备NH₂‑UIO‑66；将NH₂‑UIO‑66、3‑缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷依次分散于有机溶剂中进行反应，之后离心分离得到的固体物质进行洗涤、烘干，得到KH‑UIO‑66；将KH‑UIO‑66、酸催化剂和3,3’‑二氨基二丙胺依次分散于有机溶剂中，加热回流，离心分离得到的固体物质进行洗涤、干燥得到NH‑UIO‑66；将NH‑UIO‑66和亚铜盐依次分散于有机溶剂中，加热回流，离心分离得到的固体物质进行洗涤、干燥得到Cu(I)催化剂。该催化剂在水介质中苯硼酸和苯胺的偶联反应显示出较高的催化活性和选择性。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，特别是涉及一种Cu(I)催化剂的制备方法、产品及应用。

背景技术

芳基硼酸与有机胺之间的C-N偶联反应被广泛应用于材料、药物、农药和天然产品等领域中。传统的C-N偶联反应一般在有机溶剂，如乙醇、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃等中进行。有机溶剂的使用一方面增加生产成本，另一方面对环境造成污染。为了解决上述问题，用无毒无害的水代替有机溶剂进行上述反应。然而，由于有机反应物在水溶剂中溶解性低，因此C-N偶联反应一般采用均相催化剂来催化水介质中有机反应的进行。虽然均相催化剂具有较高的催化活性和选择性，但是其难分离和重复使用，从而造成重金属离子对环境的污染。

因此，提供一种针对性适用于水介质中苯硼酸和苯胺间的C-N偶联反应的Cu(I)催化剂，来提高偶联反应的转化率和得率，同时催化剂具有易分离和重复使用的特点，能够克服有机溶剂以及重金属离子对环境的污染，对于有机合成领域具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种Cu(I)催化剂的制备方法、产品及应用，以解决上述现有技术存在的问题，提高水介质中苯硼酸和苯胺间的C-N偶联反应的转化率和得率，同时催化剂具有易分离和重复使用的特点，能够克服有机溶剂以及重金属离子对环境的污染问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明技术方案之一，一种Cu(I)催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，功能化的Zr-金属有机骨架化合物(NH₂-UIO-66)的制备：向氯化锆的DMF(N,N-二甲基甲酰胺)溶液中加入2-氨基对苯二甲酸分散均匀，进行水热反应，离心分离得到的固体物质进行洗涤、干燥，即得到所述NH₂-UIO-66；

步骤2，KH-UIO-66的制备：将所述NH₂-UIO-66、3-缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷依次分散于有机溶剂中进行反应，之后离心分离得到的固体物质进行洗涤、烘干，即得到所述KH-UIO-66；

步骤3，NH-UIO-6的制备：将所述KH-UIO-66、酸催化剂和3,3’-二氨基二丙胺依次分散于有机溶剂中，加热回流，离心分离得到的固体物质进行洗涤、干燥即得到氨基修饰的NH-UIO-66。

步骤4，Cu(I)催化剂的制备：将所述NH-UIO-66和亚铜盐依次分散于有机溶剂中，加热回流，离心分离得到的固体物质进行洗涤、干燥即得到所述Cu(I)催化剂。

进一步地，步骤1中，所述氯化锆的DMF溶液中氯化锆、2-氨基对苯二甲酸与DMF的质量体积比为1.0g:0.92～1.52g:200～300mL；所述水热反应的温度为115～135℃，时间为22～28h。

进一步地，步骤2中，所述NH₂-UIO-66、3-缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷与有机溶剂的质量体积比为1g:0.5～3.4g:30～75mL；所述有机溶剂为苯、甲苯、二氯甲烷中的一种；所述反应的温度为40～110℃，时间为8～16h。