[發(fā)明專利]一種生物質(zhì)基碳材料實(shí)現(xiàn)含氮雜環(huán)氧化脫氫的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911250186.5
• 申請(qǐng)日: 2019-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113024458B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高爽;尚森森;李應(yīng)光;呂迎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): C07D215/06
• 分類號(hào): C07D215/06;C07D215/20;C07D215/18;C07D215/26;C07D219/02;C07D241/42;C07D217/02;C07D209/08;C07D401/06;C07D221/18;C07C249/02;C07C251/24
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 鄭偉健

本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)基碳材料實(shí)現(xiàn)含氮雜環(huán)氧化脫氫的方法，適用于有機(jī)合成領(lǐng)域。所述生物質(zhì)基碳材料的原料為小麥，高粱，稻米，玉米秸稈，小麥秸稈，花生殼，芝麻殼，豆殼等，將其粉碎后研磨成粉，并與無(wú)機(jī)堿充分混合，在惰性氣體氛圍煅燒制得，以空氣為氧源，在50℃?120℃下，即能實(shí)現(xiàn)含氮雜環(huán)類化合物氧化脫氫以合成喹啉類、異喹啉類、吖啶類，喹唑啉類、吲哚類、亞胺類，甚至是具有藥物活性的喹啉類化合物的制備，本發(fā)明使用易得的小麥面粉為原料制備的非金屬催化劑，反應(yīng)過(guò)程不添加任何堿，具有顯著的工業(yè)應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及一種生物質(zhì)基碳材料實(shí)現(xiàn)含氮雜環(huán)的氧化脫氫的方法。

背景技術(shù)

含氮雜環(huán)化合物脫氫反應(yīng)是有機(jī)合成中非常重要的反應(yīng)過(guò)程，其生成的高附加值含氮雜環(huán)衍生物如吲哚、喹啉、咔啉類等通常具有獨(dú)特的生物活性、低毒性，常被用作醫(yī)藥和農(nóng)藥的結(jié)構(gòu)單元。截止目前，已報(bào)道的催化體系均基于金屬催化體系，而非金屬催化體系因成本低，產(chǎn)物無(wú)金屬污染等突出優(yōu)點(diǎn)一直以來(lái)受到研究學(xué)者的親睞。開(kāi)發(fā)催化含氮雜環(huán)氧化脫氫不加堿的非金屬催化體系無(wú)論從基礎(chǔ)理論研究還是從實(shí)際應(yīng)用前景的角度考慮都有十分重要的意義。

現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)含氮雜環(huán)氧化脫氫現(xiàn)有的技術(shù)有貴金屬的Rh,Pd, Pt,Ir催化。(J.Am.Chem.Soc.2014,136,34,11910-11913)， (Chem.-Eur.J.2015,21(19),70397042.)，(Chem.Commun.2014,50 (25),3277-3280.),(J.Am.Chem.Soc.2012,134(34),13970-13973.) 使用這些貴金屬催化劑成本高而且需要加入堿。非貴金屬催化Fe，(J.Am.Chem.Soc.2015,137,33,10652-10658)。

在此之前，我們?cè)诜墙饘俅呋s環(huán)氧化脫氫方面具有一定工作基礎(chǔ)(CN106831563A)，但該發(fā)明所采用制備催化劑的原料為含氮有機(jī)大環(huán)化合物，價(jià)格昂貴且不易合成，不利于進(jìn)一步工業(yè)應(yīng)用推廣。

鑒于此，迫切需要開(kāi)發(fā)廉價(jià)易得原料來(lái)制備非金屬碳基材料，并用于含氮雜環(huán)的氧化脫氫。本發(fā)明所采用的生物質(zhì)基原料如小麥粉，玉米粉等不僅價(jià)格低廉且可再生，具有顯著切實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)實(shí)用前景，具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)基碳材料實(shí)現(xiàn)含氮雜環(huán)氧化脫氫的方法，本發(fā)明使用原料易得的面粉為碳源制的非金屬催化劑，反應(yīng)過(guò)程不添加任何堿，具有顯著的工業(yè)應(yīng)用前景。

本發(fā)明的有益效果。

本發(fā)明使用非金屬催化劑，反應(yīng)中不添加堿，反應(yīng)條件溫和，催化劑原料以及制備過(guò)程簡(jiǎn)單，反應(yīng)活性高，具有顯著的工業(yè)應(yīng)用前景。催化劑應(yīng)用效果良好。本發(fā)明首次提供了非金屬碳材料在不添加堿下實(shí)現(xiàn)含氮雜環(huán)化合物的氧化脫氫，相較于已報(bào)道的金屬催化劑不會(huì)給產(chǎn)物帶來(lái)金屬污染其化合物在醫(yī)藥上的用途。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施方式有助于理解本發(fā)明，但并不限制于本發(fā)明的內(nèi)容。

實(shí)施例1

取1.2g的小麥粉(其氮含量約為5％)，2.4g的碳酸氫鈉，2.4g 的碳酸氫銨，置于研缽，充分研磨20-30min，后裝入石英舟采用兩段升溫模式，以10℃/min的升溫速率，400℃保持一個(gè)小時(shí)，然后又一 10℃/min的升溫速率800℃保持一個(gè)小時(shí)，后用去離子水洗至中性，后80℃烘干過(guò)夜。得到反應(yīng)用的催化劑，在反應(yīng)瓶中加入煅燒溫度為800℃的催化劑10mg,溶劑為0.5ml的叔戊醇，0.25mmol的1,2,3,4- 四氫喹啉，反應(yīng)釜充入0.2Mpa的空氣，在110℃下反應(yīng)24h,氣相色譜收率為83％。

實(shí)施例2