The invention relates to a simple and efficient method for preparation of solid catalyst microspheres of CPS-NHPI by Friedel-Crafts, acylation and imide reaction of two step large molecule reactions on the surfaces of CPS microspheres to realize synchronous catalytic synthesis and immobilization of NHPI group, CPS-NHPI microspheres obtained catalyst. The invention is simple to realize the NHPI in surface synchronous synthesis and immobilization, preparation of heterogeneous catalyst microspheres CPS-NHPI; simple and efficient neatly in the microspheres crosslinked polystyrene microspheres CPS surface to realize synchronous synthesis of NHPI catalytic group and immobilization; catalytic activity for synthesis of CPS-NHPI microspheres in molecular oxygen oxidation of hydrocarbons in the process of good.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于非均相化学催化剂和高分子材料的
,尤其是涉及一种简捷、高效的制备固相催化剂微球CPS-NHPI的方法。
技术介绍
有机化学领域中,将碳氢化合物氧化为含氧化合物是很重要的一大类化学转变,此类转变是有机合成工业的基础,在化学工业中占有极其重要的地位。为有效实现分子氧对有机物的氧化转变,需要使用高效催化剂以提高分子氧或底物的反应活性,使氧化反应能在温和条件下进行,高效率地获得目标产物。到目前为止,以分子氧为氧化剂,在温和条件下实现烃类物质氧化所使用的催化剂多为过渡金属配合物,如金属卟啉、金属酞箐、席夫碱金属配合物及其它类型的金属配合物。与此同时,也发展了有机类催化剂,比如2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO)及N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)等。NHPI是一种高效的有机催化剂,目前所使用的NHPI大多数为均相催化剂,虽然具有催化活性高的特点,但存在催化剂不易分离、不能循环使用以及体系不易纯化等缺点。众所周知,实现均相催化剂的固载化,即变均相催化为非均相催化,这是催化工业领域的重大发展方向,也是绿色化化学合成的重要方面。因此,发展非均相的NHPI催化剂是十分重要的。交联聚苯乙烯(CPS)微球由于其具有良好的化学稳定性与力学性能且成本低,被认为是固载催化剂最适合的聚合物载体。在前期的研究中,本课题组在CPS微球表面实现了NHPI的同步合成与固载,首次制备了以聚合物微球为载体的固载化NHPI,并将其用于分子氧氧化甲苯的催化氧化过程(黄建龙,杨晓林,高保娇.化学通报,2015,78:427)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供过一种 ...
【技术保护点】
一种简捷、高效的制备固相催化剂微球CPS‑NHPI的方法,其特征在于,具体步骤如下:第一步,微球CPS表面实施Friedel‑Crafts酰基化反应;在四口瓶中,将一定质量的交联聚苯乙烯微球(CPS)浸泡在一定体积的N,N‑二甲基乙酰胺(DMAC)与三氯甲烷(CHCl3)混合溶剂中,浸泡12h使微球充分溶胀;并在搅拌的条件下,加入1.5g氯化偏苯三酸酐(TMAC)使之溶解;然后缓慢地向四口烧瓶中滴加SnCl4催化剂,于25℃的恒温条件下反应;反应结束后,分离出产物微球,用除过水的DMAC和无水乙醚洗涤,真空干燥至恒重,即得表面键合邻苯二甲酸酐(PA)基团的改性微球CPS‑PA;第二步,准确称取一定质量的微球CPS‑PA,置于四口瓶中,加入体积(mL)为微球质量数30倍的吡啶与10倍的乙醇(溶剂),再加入微球质量0.6倍的盐酸羟胺,恒温于90℃,搅拌反应24h;反应结束后,冷却至室温,稀盐酸酸化,抽滤分离出产物,并用蒸馏水和乙醇反复洗涤,真空干燥至恒重,即得固载有NHPI基团的催化剂微球CPS‑NHPI。
【技术特征摘要】
1.一种简捷、高效的制备固相催化剂微球CPS-NHPI的方法,其特征在于,具体步骤如下:第一步,微球CPS表面实施Friedel-Crafts酰基化反应;在四口瓶中,将一定质量的交联聚苯乙烯微球(CPS)浸泡在一定体积的N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)与三氯甲烷(CHCl3)混合溶剂中,浸泡12h使微球充分溶胀;并在搅拌的条件下,加入1.5g氯化偏苯三酸酐(TMAC)使之溶解;然后缓慢地向四口烧瓶中滴加SnCl4催化剂,于25℃的恒温条件下反应;反应结束后,分离出产物微球,用除过水的DMAC和无水乙醚洗涤,真空干燥至恒重,即得表面键合邻苯二甲酸酐(PA)基团的改性微球CPS-PA;第二步,准确称取一定质量的微球CPS-PA,置于四口瓶中,加入体积(mL)为微球质量数30倍的吡啶与10倍的乙醇(溶剂),再加入微球质量0.6倍的盐酸羟胺,恒温于90℃,搅拌反应24h;反应结束后,冷却至室温,稀盐酸酸化,抽滤分离出产物,并用蒸馏水和乙醇反复...
【专利技术属性】
技术研发人员:雷青娟,高保娇,张正国,安富强,毕丛丛,
申请(专利权)人:中北大学,
类型:发明
国别省市:山西;14
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