[發明專利]鈷卟啉交聯聚季鏻鹽離子液體及其制備和在催化二氧化碳與環氧化物環加成反應中的應用

有效

• 申請號: 202110465382.5
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113181962B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 熊玉兵;劉玉霞;王時婷;戴志鋒
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;B01J31/06;C07D317/34
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

1.一種鈷卟啉交聯聚季鏻鹽離子液體，其結構式如下：

其中，a=50~320，b=4~150；X為Cl、Br或I。

2.根據權利要求1所述一種鈷卟啉交聯聚季鏻鹽離子液體的制備方法，包括以下步驟：

（1）將4-乙烯基芐氯和偶氮二異丁腈加入氯仿中，在N₂保護下，于60~80℃回流40~50h，冷卻至室溫，旋蒸除去溶劑，洗滌，抽濾，真空干燥，得到白色粉末聚4-乙烯基芐氯，標記為PVBnCl；

（2）將聚4-乙烯基芐氯和5, 10, 15, 20-四(4-吡啶)卟啉溶于N，N-二甲基甲酰胺中，在N₂氛圍下，于120 ~140℃反應50~70 h，反應結束后冷卻至室溫得到卟啉交聯聚乙烯基芐氯，標記為TPyP-c-PVBnCl；

（3）在步驟（2）得到的卟啉交聯聚乙烯基芐氯中加入三苯基膦，在N₂保護下，于60~80 ℃反應20~25 h，然后用氯仿和乙醚洗滌，抽濾，真空干燥，得到紫黑色固體粉末卟啉交聯聚季鏻鹽離子液體，標記為TPyP-c-PVBnPPh₃Cl；

（4）將步驟（3）得到的卟啉交聯聚季鏻鹽離子液體和CoCl₂·6H₂O加入DMF中，于140~160℃回流12~24 h，冷卻至室溫后加入鹽酸在空氣中氧化5~6 h，然后加入去離子水洗滌，抽濾，真空干燥，即得目標產物鈷卟啉交聯聚季鏻鹽離子液體，標記為CoTPyP-c-PVBnPPh₃Cl。

3.根據權利要求2所述一種鈷卟啉交聯聚季鏻鹽離子液體的制備方法，其特征在于：將CoTPyP-c-PVBnPPh₃Cl與堿金屬鹵化物加入去離子水中，常溫下反應24~50h，過濾、水洗、干燥，得到目標產物鈷卟啉交聯聚季鏻鹽離子液體，標記為CoTPy-c-PVBnPPh₃X；所述堿金屬鹵化物為NaBr或NaI，X為Br或I。

4.根據權利要求2所述一種鈷卟啉交聯聚季鏻鹽離子液體的制備方法，其特征在于：步驟（1）中，4-乙烯基芐氯與偶氮二異丁腈的摩爾比為50:1~100:1。

5.根據權利要求2所述一種鈷卟啉交聯聚季鏻鹽離子液體的制備方法，其特征在于：步驟（2）中，聚4-乙烯基芐氯與5, 10, 15, 20-四(4-吡啶)卟啉的摩爾比為1:1~80:1。

6.根據權利要求2所述一種鈷卟啉交聯聚季鏻鹽離子液體的制備方法，其特征在于：步驟（3）中，三苯基膦與5, 10, 15, 20-四(4-吡啶)卟啉的摩爾比為1:1~316:1。

7.根據權利要求2所述一種鈷卟啉交聯聚季鏻鹽離子液體的制備方法，其特征在于：步驟（4）中，CoCl₂·6H₂O與卟啉交聯聚季鏻鹽離子液體的摩爾比為5:1~20:1；鹽酸的摩爾濃度為1~2M，鹽酸的加入量為CoCl₂·6H₂O摩爾量的2~10倍。

8.根據權利要求3所述一種鈷卟啉交聯聚季鏻鹽離子液體的制備方法，其特征在于：堿金屬鹵化物的摩爾量為CoTPyP-c-PVBnPPh₃Cl的10~20倍。

9.根據權利要求1所述一種鈷卟啉交聯的聚離子液體在催化環氧化物與CO₂環加成反應制備環碳酸酯中的應用。

10.根據權利要求9所述鈷卟啉交聯的聚離子液體在催化環氧化物與CO₂環加成反應制備環碳酸酯中的應用，其特征在于：以鈷卟啉交聯的聚離子液體作為催化劑，以環氧化物和二氧化碳作為反應底物進行環加成反應，得到環碳酸酯；所述反應溫度為70~90℃，反應時間為15~20h；所述環氧化物為環氧氯丙烷、烯丙基縮水甘油醚、氧化苯乙烯、丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚，所述鈷卟啉交聯的聚離子液體與環氧化物的質量體積比為9~27mg/mL；所述二氧化碳的壓力為1atm。