[發明專利]一種二核甲基咪唑銅配合物催化劑的制備方法及應用

在審

• 申請號: 201711447125.9
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108080029A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 孟團結;馮翠蘭;王濤;劉新明;魯愛梅;丁建萍
• 申請（專利權）人: 商丘師范學院
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C07F1/08;C07C49/786;C07C45/28;C07C49/675;C07D311/86
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236
• 代理人: 李浩成

本發明公開了二核甲基咪唑銅配合物催化劑的制備方法，該種方法將N?甲基咪唑、高氯酸銅、乙醇、水置于聚四氟反應釜中反應，反應完畢后，得到二核甲基咪唑銅配合物催化劑。本發明方法具有反應過程簡單，后處理簡單。在芐基烴的選擇性氧化中，轉化率高達99.2%，選擇性高達98.6%。

技術領域

本發明屬于催化劑材料制備技術領域，其中涉及到一種二核甲基咪唑銅配合物催化劑的制備技術，為其催化應用奠定基礎。

技術背景

銅配合物是由有機配體和金屬銅離子中心通過共價鍵組裝而形成的具有一維、二維、三維結構的有機無機雜化化合物。銅配合物的構成可以通過選擇不同的含氧、含氮等有機配體和銅離子或者改變合成策等方法略加以調節。在反應及吸附過程中，有機小分子與銅離子接觸后，會與活性位點銅發生作用，從而使銅配合物在氣體吸附及催化領域有著廣泛應用。

芐基酮類化合物是一種重要的精細化工有機中間體，被廣泛用在醫藥中間體、光敏劑等各個方面。工業上合成芐基酮化合物的路線主要包括傅-克反應、硝酸氧化法合成等。傅-克反應中需要使用過量的鹵代酸，并且反應中要無水操作。重要的是，反應完后大量廢酸產生，會嚴重腐蝕設備，污染環境。硝酸氧化合成法反應時間較長，會有嚴重的三廢產生，給人類的身心健康帶來了較大的危害。

因此，設計高效可回收的催化劑，對于有機化工具有重大的科學意義和實際意義。

2013年，中山大學蘇成勇教授課題組發現一價銅的配合物可催化二苯甲烷類化合物的催化氧化生成芐基酮(Su, C. Y. et al., ACS Catal. 2013, 3, 1?9.)，這為我們的研究提供了依據。但是以上的研究中催化劑對于二苯甲烷催化氧化合成芐基酮的反應來說，二苯甲酮的產率較低。

基于以上文獻的基礎上，設計一個芐基烴高效氧化生成芐基酮的催化劑是十分必要的。

通過檢索，尚未發現與本發明申請相關的公開專利文獻。

發明內容

本項發明的目的是解決文獻報道的一價銅配合物催化劑對芐基烴氧化中活性較低的問題。提供一種合成二核甲基咪唑銅催化劑的制備方法，希望實現芐基烴氧化合成芐基酮的目標。

本發明的的技術方案是：新型二核甲基咪唑銅催化劑，結構式為：

。

前面所述的二核甲基咪唑銅催化劑的制備方法，步驟如下：

在反應釜中依次加入N-甲基咪唑，高氯酸銅，乙醇以及水，強烈攪拌，加熱反應，冷卻、過濾，得到塊狀單晶，產率43~65%。

前面所述的制備方法，優選的方案是，步驟（1）原料物質的量之比N-甲基咪唑：高氯酸銅：乙醇：H2O物質的量之比為20~40 : 2~6 : 20~40：500~900（優選的：N-甲基咪唑：高氯酸銅：乙醇：H2O物質的量之比為40:6:20:800）。

前面所述的制備方法，優選的方案是，步驟（1）加熱控制溫度為100~150℃（優選的，強烈攪拌時控制溫度為130℃）。

前面所述的制備方法，優選的方案是，步驟（1）加熱反應時間為36h~72h（優選的，強烈攪拌時間為48h）。

本發明還提供了二核甲基咪唑銅催化劑在催化二苯甲烷類化合物的氧化催化。催化劑可以實現二苯甲烷類化合物的氧化催化，轉化率高達99.2%，選擇性達98.6%。