一种多金属氧簇有机胺盐及制备方法技术

技术编号:10599739 阅读:212 留言:0更新日期:2014-10-30 13:34
本发明专利技术公开了一种多金属氧簇有机胺盐及制备方法,属于无机多金属氧簇的化学技术领域。所述多金属氧簇有机胺盐的分子式为(Q)mXM12O40,是将有机胺溶液逐滴加到多金属氧簇溶液中,反应一段时间后,离心,洗涤,干燥,重结晶后得到;制备方法简单、便于操作且原料皆可从市场获得,成本低廉;所制备的新型多金属氧簇有机胺盐引入了具有一定空间结构的有机胺阳离子,丰富了阴、阳离子之间的作用力类型进而增强了其作用强度,有助于拓展多金属氧簇催化剂的应用范围,应用前景广泛。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了,属于无机多金属氧簇的化学
。所述多金属氧簇有机胺盐的分子式为(Q)mXM12O40,是将有机胺溶液逐滴加到多金属氧簇溶液中,反应一段时间后,离心,洗涤,干燥,重结晶后得到;制备方法简单、便于操作且原料皆可从市场获得,成本低廉;所制备的新型多金属氧簇有机胺盐引入了具有一定空间结构的有机胺阳离子,丰富了阴、阳离子之间的作用力类型进而增强了其作用强度,有助于拓展多金属氧簇催化剂的应用范围,应用前景广泛。【专利说明】
本专利技术涉及,属于无机多金属氧簇的化学技 术领域。
技术介绍
多金属氧簇(polyoxometalates,POMs),是一类结构确定、大小在0· 5 nm?5nm之 间的骨架结构中富含钥、钨、钒、铌、钽等过渡元素的同多和杂多金属氧簇化合物。多金属氧 簇具有多样的拓扑结构和丰富的物理和化学上的性能,因而在光、电、磁功能材料,医药和 催化领域展现出巨大的应用潜力。在多金属氧簇的各项功能特性中,催化性质研究的最为 广泛和深入,其中具有代表性的是多金属氧簇的催化作用,其可用于均相和非均相反应的 酸催化或氧化催化(Μ· T. Pope, A. Miiller, Angew. Chem.,1991,103, 56-70.)。但是,随着对多 金属氧簇诱导的催化机理的探究不断深入,非均相反应表现出很多的弊端,人们更倾向于 将多金属氧簇引入有机的均相反应进行。所以,解决多金属氧簇在有机相中的溶解性成为 重要步骤。 然而,目前用于多金属氧簇有机胺盐绝大多数是以四丁基铵盐为代表的季铵盐, 采用的有效方法就是对多金属氧簇阴离子引入四丁基铵阳离子(D. L. Long, C. Streb, Y. F. Song, S. Mitchell, L. Cronin, J. Am. Chem. Soc.,2008, 130, 1830-1832.),而其他类型有机 胺盐未见报道。得到的多金属氧簇四丁基铵盐,阴、阳离子之间依靠静电作用相结合,不 但可以有效地提高族结构的稳定性(T. Minato, K. Suzuki, K. Kamata, N. Mizuno, Chem. Eur. J.,2014, 20, 5946 - 5952)和改善其有机溶解性,还可以优化催化性质,提高其催化反应活 性。 但是,仍然存在的问题是,多金属氧簇四丁基铵盐的阳离子结构过于单一,阴、阳 离子之间的作用力只有静电作用,适用的催化体系还有一定的局限性。因此,开发一种既能 保持多金属氧簇催化剂均相反应的优势(不改变簇结构和催化活性中心),又能对大多数 多金属氧簇都普适的便捷方法是非常重要的。
技术实现思路
针对现有的多金属氧簇四丁基铵盐的阳离子结构过于单一,阴、阳离子之间的作 用力只有静电作用,适用的催化体系还有一定的局限性的缺陷,本专利技术的目的之一是提供 一种多金属氧簇有机胺盐,所述多金属氧簇有机胺盐增加了阴、阳离子之间的相互作用力 类型,即在原有的静电作用基础上,增加了二者之间的氢键作用;目的之二是提供一种多金 属氧簇有机胺盐的制备方法,所述制备方法成本低廉、操作简单。 本专利技术的目的由以下技术方案实现: -种多金属氧簇有机胺盐,所述多金属氧簇有机胺盐的分子式为(Q)mXM 1204(l,其 中,Q 为有机胺阳离子,优选+、+、 +、 +、+和 +中的一种,Q的结构式如下: 【权利要求】1. 一种多金属氧簇有机胺盐,其特征在于:所述多金属氧簇有机胺盐的分子式为(Q) mXM1204(l,其中,Q为有机胺阳离子;X为P和Si中的一种,当X为P时,m = 3, X为Si时,m =4 ;M为Mo和W中的一种。2. 根据权利要求1所述的一种多金属氧簇有机胺盐,其特征在于:所述有机胺阳离子 为+、+、+、+、+和+ 中的一种,结构式如 下:3. -种如权利要求1所述的多金属氧簇有机胺盐的制备方法,其特征在于:所述方法 步骤如下: (1)将有机胺溶解于溶剂中,调节pH为2?4. 5,得到浓度为4· 0X 10_2?6· 0X 10_2 mol/L的有机胺溶液; ⑵将多金属氧簇溶解于溶剂中,得到浓度为1. 0ΧΚΓ2?1. 2ΧΚΓ2 mol/L的多金属 氧簇溶液; (3) 在搅拌下将有机胺溶液逐滴加到多金属氧簇溶液中,反应20?50min,离心,洗涤, 干燥,得到固体a; (4) 将固体a进行重结晶处理,得到晶体1,晶体1即为所述多金属氧簇有机胺盐。4. 根据权利要求3所述的一种多金属氧簇有机胺盐的制备方法,其特征在于:步骤(1) 和步骤(2)所述溶剂均为去离子水。5. 根据权利要求3所述的一种多金属氧簇有机胺盐的制备方法,其特征在于:步骤(1) 所述有机胺为环己胺、吗啉、三乙醇胺、N,N-二(2-羟乙基)哌嗪、金刚烷胺和六次甲基四 胺中的一种;当有机胺为环己胺、吗啉、三乙醇胺、N,N-二(2-羟乙基)哌嗪、金刚烷胺时, 调节pH采用浓度为2?3 mol/L的HC1溶液;当有机胺为六次甲基四胺时,调节pH采用浓 度为2?3 mol/L的NaOH溶液。6. 根据权利要求3所述的一种多金属氧簇有机胺盐的制备方法,其特征在于:步骤(2) 所述多金属氧簇为磷钨酸、硅钥酸、磷钥酸和硅钨酸中的一种。7. 根据权利要求3所述的一种多金属氧簇有机胺盐的制备方法,其特征在于:步骤(3) 所述有机胺与多金属氧簇物质的量之比为4?5:1。8. 根据权利要求3所述的一种多金属氧簇有机胺盐的制备方法,其特征在于:步骤(3) 所述洗涤采用蒸馏水洗涤2?5次,所述干燥为在空气中避光干燥。9. 根据权利要求3所述的一种多金属氧簇有机胺盐的制备方法,其特征在于:步骤(4) 所述重结晶温度为20?25°C。【文档编号】C07D295/088GK104119232SQ201410367070【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日 【专利技术者】曹洁, 贾巧地, 徐冲, 胡长文 申请人:北京理工大学本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种多金属氧簇有机胺盐,其特征在于:所述多金属氧簇有机胺盐的分子式为(Q)mXM12O40,其中,Q为有机胺阳离子;X为P和Si中的一种,当X为P时,m=3,X为Si时,m=4;M为Mo和W中的一种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:曹洁贾巧地徐冲胡长文
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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