[發(fā)明專利]一種石墨烯共價(jià)嫁接噻唑鹽催化劑及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011290962.7
• 申請(qǐng)日: 2020-11-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112500366B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮乙巳;劉杰;王順;裴孝俊;楊文清;朱天彩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C07D277/24
• 分類號(hào): C07D277/24;B01J31/02;C07C49/83;C07C45/45
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發(fā)明公開(kāi)了一種石墨烯共價(jià)嫁接噻唑鹽催化劑及其應(yīng)用，其中石墨烯共價(jià)嫁接噻唑鹽催化劑的結(jié)構(gòu)通式如下所示：本發(fā)明設(shè)計(jì)和制備了具有特定結(jié)構(gòu)的共價(jià)嫁接型催化劑G?PhCHsubgt;2/subgt;?Th，并利用其催化安息香縮合反應(yīng)。本發(fā)明催化劑G?PhCHsubgt;2/subgt;?Th選用石墨烯作為載體，具有穩(wěn)定性高和比表面積大的優(yōu)點(diǎn)外，與有機(jī)醛類化合物相容性好，使得G?PhCHsubgt;2/subgt;?Th表現(xiàn)出高催化活性，與3?芐基?4?甲基?5?羥乙基噻唑鹽催化活性相當(dāng)。本發(fā)明固相催化劑可多次循環(huán)利用，催化活性沒(méi)有明顯損失，適合大規(guī)模生產(chǎn)的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯共價(jià)嫁接噻唑鹽催化劑及其在催化安息?香縮合反應(yīng)合成具有鄰羥基酮結(jié)構(gòu)類化合物(又稱為偶姻類化合物)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

偶姻化合物是一類系列化合物的總稱，它是一種具有鄰羥基酮結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物，其化?學(xué)結(jié)構(gòu)通式如下：

其中R1、R2為烷基或芳基等。

常見(jiàn)的偶姻類化合物有苯偶姻、乙偶姻以及丙偶姻等。偶姻化合物作為工業(yè)上重要的化?工產(chǎn)品及原料，可用作香料和藥物中間體使用。苯偶姻可以廣泛用作感光性樹(shù)脂的光敏劑、?染料中間體和作為粉末涂料的防縮孔劑等；乙偶姻本身具有奶香味，常作為食用香料；丙偶姻可以用作香料、化學(xué)試劑、藥品中間體以及精細(xì)化學(xué)品制造的原料。

偶姻化合物最有效和綠色的合成方法是利用醛類化合物通過(guò)安息香縮合反應(yīng)得到，其反?應(yīng)方程式為：

其中，R₁、R₂為烷基或芳基等，R₁、R₂可以是相同烴基取代基，也可以是不同的烴基取代基。常見(jiàn)的偶姻化合物中，苯偶姻的合成反應(yīng)式如下：

乙偶姻合成反應(yīng)方程式如下：

丁偶姻合成反應(yīng)方程式如下：

通過(guò)安息香縮合反應(yīng)合成偶姻類化合物所用的傳統(tǒng)催化劑有氰化物、維生素B1等。氰?化鉀、氰化鈉等氰類化合物在堿性條件下可以有效地催化苯甲醛進(jìn)行安息香縮合反應(yīng)合成苯?偶姻，其催化反應(yīng)的效率高、合成產(chǎn)物的純度高、產(chǎn)率高，產(chǎn)物產(chǎn)率可以高達(dá)70％及以上，?且催化劑價(jià)格相對(duì)低廉。但是，氰化物本身是一種劇毒的物質(zhì)，對(duì)于人體有嚴(yán)重的危害以及?對(duì)于環(huán)境的污染，生產(chǎn)使用過(guò)程中存在安全風(fēng)險(xiǎn)，不符合綠色化工的生產(chǎn)要求。相較于氰化?物催化劑，維生素B1的優(yōu)點(diǎn)在于其對(duì)于人體及環(huán)境不產(chǎn)生危害，催化的效率也比較優(yōu)異。?但是，維生素B1類化合物的價(jià)格相對(duì)比較昂貴使用成本高，對(duì)有些偶姻產(chǎn)品合成收率較低，?整體的性價(jià)比不高，不適合于價(jià)格相對(duì)低廉偶姻類化合物如苯偶姻等大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)要求。

雖然國(guó)內(nèi)利用安息香縮合反應(yīng)生產(chǎn)偶姻化合物的方法較多，且擁有大規(guī)模生產(chǎn)的成功案?例，但是主要以氰化物作為催化劑。因此研究和開(kāi)發(fā)出具有綠色、安全、價(jià)廉等特點(diǎn)且滿足?催化偶姻化合物工業(yè)化生產(chǎn)的新型催化劑，具有重要意義。

1958年，Breslow等提出安息香縮合反應(yīng)機(jī)理，隨后人們研究發(fā)現(xiàn)維生素B1在催化安息?香縮合反應(yīng)合成偶姻類化合物時(shí)，具有催化活性的基團(tuán)為噻唑鹽。Davis最早利用類似噻唑鹽?催化苯甲醛縮合合成苯偶姻，以甲苯作為溶劑時(shí)產(chǎn)物產(chǎn)率高達(dá)80％，為安息香縮合反應(yīng)中催?化劑的選擇提供一條新的思路。