[發明專利]卡賓鈷催化劑、其制備方法及其在催化氫化醛和酮化合物中的應用

有效

• 申請號: 201910172511.4
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN109939737B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 劉強;鐘睿
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C07B35/02;C07C29/145;C07C41/26;C07C67/31;C07C319/20;C07D209/12;C07D213/30;C07D307/42;C07D317/54;C07D317/72;C07D333/16;C07D473/10
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 曹素云;管士濤

1.一種卡賓鈷催化劑在催化氫化醛或酮化合物反應中的應用，其中，所述卡賓鈷催化劑為鈷催化體系，包含：鈷鹽和氮雜環卡賓配體，所述鈷鹽為CoCl₂，所述氮雜環卡賓配體如式Ⅰ所示：

式Ⅰ

式Ⅰ為三齒鉗形氮雜環卡賓配體，其中，R¹表示甲基、2,4,6-三甲基苯基、2,6-二異丙基苯基、叔丁基、正丁基、苯基或異丙基；

R²表示 或者 ；

X¹表示鹵素。

2.如權利要求1所述的應用，其特征在于，所述氮雜環卡賓配體為式Ⅲ或式Ⅳ所表示的結構：

式Ⅲ

；

式Ⅳ

；

式Ⅲ和式Ⅳ中，R¹表示甲基、2,4,6-三甲基苯基、2,6-二異丙基苯基、叔丁基、正丁基、苯基或異丙基。

3.如權利要求1所述的應用，其特征在于，醛或酮的催化氫化反應如反應方程式一所示；

反應方程式一

在反應方程式一中，[Co] 表示卡賓鈷催化劑；

在反應方程式一中，R³和R⁴獨立地表示H、C₁～C₆烷基、C₁～C₆烷氧基、苯基、C₁～C₆烷基取代苯基、萘基、呋喃基、噻吩基、4-吡啶基、乙酯基或芐氧亞甲基。

4.如權利要求3所述的應用，其特征在于，

所述醛或酮的氫化反應在惰性氣氛的保護下進行；

所述醛或酮的氫化反應在溶劑中進行，所述溶劑包括甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、叔丁醇、甲苯、苯、正己烷、乙酸乙酯、丙酮、三氯甲烷、乙醚、四氫呋喃、水、六氟異丙醇中至少一種。

5.如權利要求4所述的應用，其特征在于，

所述醛或酮的氫化反應中，氫氣的壓力為1 bar ～100 bar；

卡賓鈷催化劑的摩爾用量為所述醛或酮化合物的0.2%～10%；

所述醛或酮的氫化反應在堿環境中進行，所述堿為氫氧化鉀、碳酸鉀、磷酸鉀、醋酸鉀或叔丁醇鉀，所述堿的摩爾用量為所述醛或酮化合物的0.2%～100%；

所述醛或酮的氫化反應的體系中醛或酮的濃度為0.1～2 M；

所述醛或酮的氫化反應的溫度為0～120 ^oC，時間為1～48小時；

所述醛或酮的分子式為；分子式中，R³和R⁴獨立地表示H、C₁～C₆烷基、C₁～C₆烷氧基、苯基、C₁～C₆烷基取代苯基、萘基、呋喃基、噻吩基、4-吡啶基、乙酯基或芐氧亞甲基。

6.一種卡賓鈷催化劑在催化氫化醛或酮化合物反應中的應用，所述卡賓鈷催化劑為鈷絡合物，其結構由式Ⅱ表示：

式Ⅱ

式Ⅱ中，R¹表示甲基、2,4,6-三甲基苯基、2,6-二異丙基苯基、叔丁基、正丁基、苯基或異丙基。

7.如權利要求6所述的應用，其特征在于，所述卡賓鈷催化劑的制備方法，包括：在惰性氣氛下，溶劑作用下，鈷鹽與氮雜環卡賓配體進行反應，經攪拌過濾得到所述鈷絡合物。

8.如權利要求7所述的應用，其特征在于，所述鈷鹽的化學式為CoX²₂，X²表示六甲基二硅基氨基，所述氮雜環卡賓配體的結構式由式Ⅲ表示；

式Ⅲ

式Ⅲ中，R¹表示甲基、2,4,6-三甲基苯基、2,6-二異丙基苯基、叔丁基、正丁基、苯基或異丙基。