[發明專利]一種高嶺土負載納米鐵催化劑及其在交叉脫氫偶聯反應中的應用

有效

• 申請號: 202011460666.7
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112517007B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 特格希;阿古拉;包永勝;賈美林;烏仁夫
• 申請（專利權）人: 內蒙古師范大學
• 主分類號: B01J23/745
• 分類號: B01J23/745;B01J31/02;B82Y30/00;C07D319/12
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王術娜

本發明提供了一種高嶺土負載納米鐵催化劑及其在催化交叉脫氫偶聯反應中的應用，屬于催化劑技術領域。本發明提供了一種高嶺土負載納米鐵催化劑，包括高嶺土載體和負載于所述高嶺土載體中的納米鐵。本發明提供的高嶺土負載納米鐵催化劑用于催化環醚C(sp³)?H鍵與芳香甲酸交叉脫氫偶聯反應時，能夠催化環醚C(sp³)?H鍵活化并直接酯化，具有良好的催化效果。同時，本發明提供的高嶺土負載納米鐵催化劑為非均相催化劑，具有廉價、無毒性、環境可持續性的優點，催化劑可多次回收利用，非常有利于現代化工業生產中應用。

技術領域

本發明涉及催化劑技術領域，特別涉及一種高嶺土負載納米鐵催化劑及其在催化交叉脫氫偶聯反應中的應用。

背景技術

過渡金屬催化的C-H鍵直接官能化構筑C-X(X＝C,O,N,S等)鍵反應具有路徑經濟性、原子經濟性和環境可持續性等優點，而成為有機合成的重要有效手段，近年的熱點研究課題。在過去的幾年里，過渡金屬催化的C(sp)-H和C(sp²)-H鍵活化構筑C-C鍵反應被科學家們廣泛研究，取得了很大進展。但是，與C(sp²)-H鍵活化相比，過渡金屬催化的C(sp³)-H鍵活化官能化反應相當具有挑戰性，這是由于C(sp³)-H鍵活化需要更高的鍵能、缺乏可用于配位接觸的不飽和鍵等。

在眾多過渡金屬當中，鐵是最為豐富、廉價，并且毒副作用極低的金屬，從經濟與環境角度考慮非常具有發展潛力，從而鐵催化逐漸得到了研究者的關注。然而，目前在鐵催化的C(sp³)-H鍵活化官能化反應中，催化體系多為均相催化，如Fe(acac)₃、FeCl₂、卟啉等，催化劑難以分離回收重新利用，這導致了催化成本較高，且易造成環境污染。

發明內容

有鑒于此，本發明目的在于提供一種高嶺土負載納米鐵催化劑及其在催化交叉脫氫偶聯反應中的應用。本發明提供的高嶺土負載納米鐵催化劑為非均相催化，用于催化環醚C(sp³)-H鍵與芳香甲酸交叉脫氫偶聯反應時具有良好的催化效果，且易于回收利用。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種高嶺土負載納米鐵催化劑，包括高嶺土載體和負載于所述高嶺土載體中的納米鐵。

優選的，所述高嶺土載體為高嶺土原土和硅烷改性高嶺土中的一種或幾種；所述高嶺土載體的粒度≥200目。

優選的，所述硅烷改性高嶺土為氨基硅烷改性高嶺土、苯基硅烷改性高嶺土和氨基苯基硅烷改性高嶺土中的一種或幾種。

優選的，所述高嶺土負載納米鐵催化劑中納米鐵的負載量為1～10wt％；所述納米鐵的粒徑為2～5nm。

本發明提供了上述高嶺土負載納米鐵催化劑在催化環醚C(sp³)-H鍵與芳香甲酸交叉脫氫偶聯反應中的應用。

優選的，催化環醚C(sp³)-H鍵與芳香甲酸交叉脫氫偶聯反應時，所述高嶺土負載納米鐵催化劑的用量為芳香甲酸質量的1～10％。

本發明提供了一種α-酰氧基醚類化合物的制備方法，包括以下步驟：

將芳香甲酸、環醚和上述高嶺土負載納米鐵催化劑混合，進行交叉脫氫偶聯反應，得到α-酰氧基醚類化合物。

優選的，所述環醚為1,4-二氧六環和/或1,3-二氧五環。

優選的，所述芳香甲酸為中的一種或幾種。

優選的，所述芳香甲酸與環醚的摩爾比為1:2～20；

所述交叉脫氫偶聯反應的溫度為80～140℃，反應時間為12～72h。