[发明专利]螺环氮杂卡宾金属配合物催化剂及其在制备氯乙烯中的应用

权利要求书

1.螺环氮杂卡宾金属配合物，其具有如下式(Ⅰ)所示的结构：

式(Ⅰ)中，n为五元环或六元环，螺环选自取代或未取代的螺环、手性螺环；

芳环选自取代或未取代的芳环、取代或未取代的稠芳环、取代或未取代的杂芳环；

M选自Ru、Rh、Pd、Pt、Ir、Zr、W、La、In、V、Ce、Fe、Co、Ni、Mn、Mo、Zn或Cu；

L₁和L₂相同或不相同，独立选自含C、N、O、S、P、Sb的配体；

Y选自抗衡阴离子H^-、SCN^-、F^-、Cl^-、Br^-、I^-、NHTf^-、OTf^-、AcO^-、OH^-、或

2.根据权利要求1所述的螺环氮杂卡宾金属配合物，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：

(1)以螺环二酮为原料，经亚胺化反应，得到螺环双亚胺化合物，反应式如下：

其中，n为五元环或六元环，螺环选自取代或未取代的螺环、手性螺环；芳环选自取代或未取代的芳环、取代或未取代的稠芳环、取代或未取代的杂芳环；

(2)所述螺环双亚胺化合物在还原试剂的作用下进行还原反应，得到螺环二胺化合物，反应式如下：

(3)所述螺环二胺化合物与原甲酸酯衍生物环化成盐，得到氮杂卡宾前体，反应式如下：

其中，Q为甲基或乙基，Z^-选自或Cl^-；

(4)在碱的作用下，所述氮杂卡宾前体与金属试剂ML_m反应，得到如式(Ⅰ)所示结构的螺环氮杂卡宾金属配合物，反应式如下：

其中，ML_m表示金属试剂，M如式(Ⅰ)所述。

3.根据权利要求2所述的螺环氮杂卡宾金属配合物，其特征在于，步骤(2)中，所述还原试剂选自氢化铝锂、硼氢化钠、氰基硼氢化钠、二异丁基氢化铝或三仲丁基硼氢化锂中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的螺环氮杂卡宾金属配合物，其特征在于，步骤(4)中，所述碱选自双三甲基硅基胺基锂、双三甲基硅基胺基钠、双三甲基硅基胺基钾、叔丁醇锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、碳酸钾或碳酸铯中的一种或多种。

5.权利要求1至4任一项所述螺环氮杂卡宾金属配合物作为催化剂的应用。

6.一种螺环氮杂卡宾金属配合物催化剂，其以权利要求1至4任一项所述螺环氮杂卡宾金属配合物为活性组分，经过负载后得到非均相催化剂。

7.根据权利要求6所述的螺环氮杂卡宾金属配合物催化剂，其特征在于，负载方法选自球磨法、喷涂法或浸渍法，和/或载体选自氧化铝、活性炭、氧化硅、分子筛或二氧化钛。

8.权利要求6或7所述螺环氮杂卡宾金属配合物催化剂在乙炔氢氯化制备氯乙烯的工艺中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述乙炔氢氯化制备氯乙烯包括乙炔与氯化氢在选自悬浮床反应器、固定床反应器、浆态床反应器或流化床反应器中加成炔烃制备氯乙烯的工艺。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述螺环氮杂卡宾金属配合物催化剂的使用方法包括：在所述固定床反应器中填装所述催化剂，经过氯化氢活化后，通入乙炔-氯化氢混合气，所述固定床反应器加热至150–230℃进行加成炔烃反应，反应器出口得到氯乙烯。