[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

本發明涉及卡賓鈷催化劑、其制備方法及其在催化氫化醛和酮化合物中的應用。所述卡賓鈷催化劑是基于氮雜環卡賓配體的催化體系，或者氮雜環卡賓?鈷絡合物，在催化氫化醛和酮類化合物反應的應用中表現出了很高的催化活性，具有很好研究價值和應用前景。

技術領域

本發明屬于金屬絡合物技術領域，具體涉及卡賓鈷催化劑及其制備方法和 應用，尤其是在高效催化氫化醛和酮類化合物轉化為醇類化合物反應中的應用。

背景技術

催化不飽和化合物的氫化反應在化學工業中是一類非常重要的反應。目前， 這類氫化反應通常使用的是貴金屬催化劑，例如，銥、釕、銠、鈀和鉑。然而， 這些貴金屬不僅價格昂貴，而且毒性較高，這無疑會限制上述反應的廣泛應用。 因此，發展廉價低毒的過渡金屬催化劑將具有重要意義。

鈷作為地球富含的元素，廉價易得，并且它是維生素B12的重要組成元素， 在生命體內廣泛存在，生物毒性相對較小。在之前的研究表明，鈷催化劑已經 可以很好的實現C＝C雙鍵、C＝O雙鍵、C＝N雙鍵以及腈基的催化氫化反應。不 過當前開發的絕大部分鈷催化劑都是基于高毒性和高成本的膦配體，其合成和 使用都受到限制，不利于廣泛的工業化應用。因此發展一類低毒性、低成本且 易合成的配體應用于鈷催化的不飽和化合物的氫化反應是非常必要的。

發明內容

本發明的目的是提供新型的基于氮雜環的卡賓鈷催化劑、及其制備方法和 應用。該卡賓鈷催化劑在催化氫化醛和酮類化合物的反應中表現出了很高的催 化活性，具有很好的研究價值和廣泛的應用前景。

根據本發明的一個方面，提供一種基于氮雜環卡賓配體的鈷催化體系，包 括：鈷鹽(所述鈷鹽為CoCl₂)和氮雜環卡賓配體，該鈷催化體系具體表示為：

其中，為式Ⅰ，表示三齒鉗形氮雜環卡賓配體bis(NHCs)， 式Ⅰ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。

根據本發明的另一方面，提供一種卡賓鈷催化劑，其為鈷絡合物，其結構 式如式Ⅱ所示：

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。

優選地，所述三齒鉗形氮雜環卡賓鈷絡合物為NH-bis(NHCs)-Mes-Co，具體 結構式如式9所示：

式9中，Mes表示2,4,6-三甲基苯基。

其中，本發明提供的氮雜環卡賓配體為三齒鉗形氮雜環卡賓配體 bis(NHCs)，所述氮雜環卡賓配體的結構式可以為如式Ⅲ或式Ⅳ所示：

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。

具體地，所述氮雜環卡賓配體bis(NHCs)，可以是如式1～8所示：

上述1～8各式中，Me表示甲基，Mes表示2,4,6-三甲基苯基，Dipp表示 2,6-二異丙基苯基，Ph表示苯基。式1～4為NH-bis(NHCs)配體，式5～8為 Py-bis(NHCs)配體。