[發明專利]一種氧化石墨烯負載型釕催化劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011256823.2
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112354565B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 王大偉;李家豪;姚瑋;朱觀鑫;倪才華
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;B01J31/18;C07C45/00;C07C49/782;C07C49/813;C07C49/84;C07C37/20;C07C39/16
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• 代理人: 張勇

本發明公開了一種氧化石墨烯負載型釕催化劑及其制備方法與應用，屬于有機化學與材料化學交叉領域。本發明提供的一種利用氧化石墨烯為載體，負載含金屬釕的負載型催化劑，將該催化劑運用與催化醇與醇的反應中合成取代酮類化合物，試驗結果表明該催化劑對該反應表現出了較高的催化活性，且該催化劑可循環使用，同時該催化劑還可在較溫和的反應條件下合成雙酚F，符合原子經濟、綠色化學發展理念。

技術領域

本發明涉及一種氧化石墨烯負載型釕催化劑及其制備方法與應用，屬于有機化學與材料化學交叉領域。

背景技術

氧化石墨烯是石墨烯的一類衍生物，與石墨烯相似具有平面的二維片層結構。由于其具有較大的比表面積有利于物質的運輸，且與石墨烯相比其表面含有更多的羥基、羧基、環氧基等更多的活性基團，可以通過π-π堆積方式負載許多物質，因此在光電催化、作為藥物載體等領域有了光明的應用前景，因此近些年來引起了許多化學與材料、生物與醫藥化學家們的廣泛關注。

過渡金屬催化劑自上世紀以來就受到了廣泛的關注，其中金屬釕由于在化學反應中穩定性較強，與其余鉑族金屬相比，由于其具有來源廣泛，在自然界中有較為豐富的儲量，與其余貴金屬相比價格相對低廉等優點，在近年來在過渡金屬催化領域有了廣泛的應用。

現有的用于合成取代酮類化合物的反應一般需要在強酸或者有毒原料參與的條件下反應，具有反應條件苛刻，副產物較多等缺點。因此，本發明合成一種氧化石墨烯負載的釕催化劑，并將其應用于醇與醇反應合成取代酮的反應中，實驗表明該催化劑有較強的催化活性，且對醇的底物有普遍適應性，且催化劑可以重復使用，符合當今綠色環保的科學理念。

發明內容

本發明提供了一種利用氧化石墨烯為載體，利用π-π堆積作用負載含氮硫配體的釕配合物，制備得到的一種可以催化醇與醇反應合成取代酮類化合物的非均相催化劑。將本發明的催化劑利用于催化醇與醇反應合成取代酮類化合物反應和雙酚F反應中，并對其做了回收利用實驗，均得到了良好的催化活性及催化效果。

本發明的第一個目的是提供一種制備氧化石墨烯負載型釕催化劑的方法，所述方法包括：

(1)將有機配體化合物與釕源分散在溶劑中，在120～140℃下進行反應，反應結束后，固液分離、收集固體，得到催化劑前體(配體-釕配合物)；

(2)將步驟(1)所得催化劑前體與氧化石墨烯分散在介質中，在130～170℃下進行反應，反應結束后，固液分離、收集固體，即得氧化石墨烯負載型釕催化劑(配體-Ru@GO)；

所述有機配體化合物的結構如下所示：

在本發明的一種實施方式中，釕源可選三氯化釕、三苯基膦氯化釕。

在本發明的一種實施方式中，合成苯并三唑噻吩釕配合物(BTT-Ru)的過程如下所示：

在本發明的一種實施方式中，1-萘硼酸、氯化鈀和磷酸鉀的加入量與上步所得加入初始底物苯并三唑的摩爾量比分別為1:1～1.5、1:0.3～0.8、1:0.8～1。

在本發明的一種實施方式中，步驟(1)中所述合成苯并三唑噻吩釕配合物(BTT-Ru)的具體方法包括：