一种NiFe@CN催化剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种NiFe@CN催化剂以及在合成N‑[3‑氨基丙基‑2‑羟基乙基硫基]‑4‑硝基苯甲酰胺的应用，NiFe@CN核壳结构催化剂，该制备过程无需通入氢气，合适的镍铁比例和镍含量有利于生成较小的催化剂颗粒，从而使其具有较强催化活化的能力，对3‑氨基丙基‑2‑羟基乙基硫醚的甲酰化反应具有优异的催化效果，产物收率得到大幅提高。

A NiFe@CN catalyst and its application

The invention discloses a NiFe@CN catalyst and its application in the synthesis of N[3 aminopropyl 2 hydroxyethyl thio] 4 nitrobenzamide. The NiFe@CN core-shell structure catalyst does not need hydrogen gas in the preparation process. Appropriate nickel-iron ratio and nickel content are advantageous to the formation of smaller catalyst particles, thus enabling it to have Strong catalytic activation ability, excellent catalytic effect for the formylation of 3 aminopropyl 2 hydroxyethyl sulfide, the yield of the product has been greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种NiFe@CN催化剂及其应用
本专利技术涉及一种NiFe@CN催化剂及其应用,属于催化合成领域。
技术介绍
N-[3-氨基丙基-2-羟基乙基硫基]-4-硝基苯甲酰胺的结构式：是重要的活性染料，N-[3-氨基丙基-2-羟基乙基硫基]-4-硝基苯甲酰胺的高合成率依赖于催化剂催化合成，寻求一种高活性的催化剂促进N-[3-氨基丙基-2-羟基乙基硫基]-4-硝基苯甲酰胺的合成率非常有必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种NiFe@CN催化剂，该催化剂在优化条件下能催化4-硝基苯甲酰氯和3-氨基丙基-2-羟基乙基硫醚的反应,具有较高的产物收率。一种NiFe@CN催化剂，其特征在于,其制备方法如下：步骤1、将1.2gNi（NO3）2·6H2O和0.8gFe（NO3）3·9H20用100ml去离子水溶解于烧杯中，使[Fe3+]=0.02mo1·L-1，为溶液A，在100m1去离子水中加入0.4gNaOH和0.4gNa2C03，为溶液B；步骤2、将上述两种溶液在室温下缓慢混合并加入到胶体磨中，控制转速为3000rpm,得到浑浊的液体，先将液体离心，后洗涤直到pH=7；步骤3、然后将离心产物分散于500ml四口瓶中，加入适量去离子水，超声3min，晶化6h，晶化温度为60℃，晶化结束后离心得到Ni2Fe-LDH；步骤4、在研钵中将Ni2Fe-LDH和三聚氰胺按质量比1:3混合后充分研磨，然后在N2保护下管式炉中锻烧，升温速率为50℃·min-1，目标温度550℃，保温时间4h，锻烧结束后得到NiFe@CN催化剂。NiFe@CN催化剂在合成N-[3-氨基丙基-2-羟基乙基硫基]-4-硝基苯甲酰胺的应用。有益效果：本专利技术提供了一种NiFe@CN催化剂，采用成核晶化隔离法成功制备了不同比例的镍铁水滑石，将其与三聚氰胺复合后晶型依旧保持；将前驱体在氮气气氛中自还原法成功制备了NiFe@CN核壳结构催化剂，该制备过程无需通入氢气，节约能源并且制备方法较为新颖，合适的镍铁比例和镍含量有利于生成较小的催化剂颗粒，从而使其具有较强催化活化的能力，对3-氨基丙基-2-羟基乙基硫醚的甲酰化反应具有优异的催化效果，产物收率得到大幅提高，4-硝基苯甲酰氯和3-氨基丙基-2-羟基乙基硫醚在催化剂的作用下发生甲酰胺化反应得到中间体产物N-[3-氨基丙基-2-羟基乙基硫基]-4-硝基苯甲酰胺。。具体实施方式实施例1NiFe@CN催化剂制备方法如下：步骤1、将1.2gNi（NO3）2·6H2O和0.8gFe（NO3）3·9H20用100ml去离子水溶解于烧杯中，使[Fe3+]=0.02mo1·L-1，为溶液A，在100m1去离子水中加入0.4gNaOH和0.4gNa2C03，为溶液B；步骤2、将上述两种溶液在室温下缓慢混合并加入到胶体磨中，控制转速为3000rpm,得到浑浊的液体，先将液体离心，后洗涤直到pH=7；步骤3、然后将离心产物分散于500ml四口瓶中，加入适量去离子水，超声3min，晶化6h，晶化温度为60℃，晶化结束后离心得到Ni2Fe-LDH；步骤4、在研钵中将Ni2Fe-LDH和三聚氰胺按质量比1:3混合后充分研磨，然后在N2保护下管式炉中锻烧，升温速率为50℃·min-1，目标温度550℃，保温时间4h，锻烧结束后得到NiFe@CN催化剂。一种中间体N-[3-氨基丙基-2-羟基乙基硫基]-4-硝基苯甲酰胺的合成方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、在250ml四口烧瓶中加入8.0g3-巯基乙醇，室温磁力搅拌条件下缓慢滴加20mL浓度30%氢氧化钠溶液，滴加完毕后体系升温至50℃，将21.9g3-丙胺氢溴酸盐用9ml水搅拌溶解，缓慢滴加至上述的反应瓶中，继续50℃保温搅拌1h；步骤2、反应结束后停止搅拌，溶液呈淡黄透明，底部有少量白色固体析出，调节体系PH=10，上层澄清液50℃旋干得粘稠液体，用无水乙醇50℃重结晶，得到12.4g淡黄色粘稠液体产物3-氨基丙基-2-羟基乙基硫醚；步骤3、在冰水浴机械搅拌条件下，将18.6g4-硝基苯甲酰氯和15.0g3-氨基丙基-2-羟基乙基硫醚溶于80ml甲苯中，加入1.0gNiFe@CN催化剂后缓慢滴加30ml乙酰氯1h,TLC跟踪反应；步骤4、向上述体系缓慢滴加lOml浓度30%的氢氧化钠溶液，以保持溶液体系pH=10,反应完毕后继续保持冰浴条件搅拌反应2h，-4℃冰箱冷藏过夜，冷藏完成后抽滤，滤饼用无水乙醇重结晶，得到白色中间体N-[3-氨基丙基-2-羟基乙基硫基]-4-硝基苯甲酰胺。实施例2步骤3、在冰水浴机械搅拌条件下，将14.6g4-硝基苯甲酰氯和15.0g3-氨基丙基-2-羟基乙基硫醚溶于80ml甲苯中，加入1.0gNiFe@CN催化剂后缓慢滴加30ml乙酰氯1h,TLC跟踪反应；其余步骤同实施例1。实施例3步骤3、在冰水浴机械搅拌条件下，将10.6g4-硝基苯甲酰氯和15.0g3-氨基丙基-2-羟基乙基硫醚溶于80ml甲苯中，加入1.0gNiFe@CN催化剂后缓慢滴加30ml乙酰氯1h,TLC跟踪反应；其余步骤同实施例1。实施例4步骤3、在冰水浴机械搅拌条件下，将6.6g4-硝基苯甲酰氯和15.0g3-氨基丙基-2-羟基乙基硫醚溶于80ml甲苯中，加入1.0gNiFe@CN催化剂后缓慢滴加30ml乙酰氯1h,TLC跟踪反应；其余步骤同实施例1。实施例5步骤3、在冰水浴机械搅拌条件下，将2.6g4-硝基苯甲酰氯和15.0g3-氨基丙基-2-羟基乙基硫醚溶于80ml甲苯中，加入1.0gNiFe@CN催化剂后缓慢滴加30ml乙酰氯1h,TLC跟踪反应；其余步骤同实施例1。实施例6步骤3、在冰水浴机械搅拌条件下，将18.6g4-硝基苯甲酰氯和12.0g3-氨基丙基-2-羟基乙基硫醚溶于80ml甲苯中，加入1.0gNiFe@CN催化剂后缓慢滴加30ml乙酰氯1h,TLC跟踪反应；其余步骤同实施例1。实施例7步骤3、在冰水浴机械搅拌条件下，将18.6g4-硝基苯甲酰氯和9.0g3-氨基丙基-2-羟基乙基硫醚溶于80ml甲苯中，加入1.0gNiFe@CN催化剂后缓慢滴加30ml乙酰氯1h,TLC跟踪反应；其余步骤同实施例1。实施例8步骤3、在冰水浴机械搅拌条件下，将18.6g4-硝基苯甲酰氯和6.0g3-氨基丙基-2-羟基乙基硫醚溶于80ml甲苯中，加入1.0gNiFe@CN催化剂后缓慢滴加30ml乙酰氯1h,TLC跟踪反应；其余步骤同实施例1。实施例9步骤3、在冰水浴机械搅拌条件下，将18.6g4-硝基苯甲酰氯和3.0g3-氨基丙基-2-羟基乙基硫醚溶于80ml甲苯中，加入1.0gNiFe@CN催化剂后缓慢滴加30ml乙酰氯1h,TLC跟踪反应；其余步骤同实施例1。实施例10步骤3、在冰水浴机械搅拌条件下，将18.6g4-硝基苯甲酰氯和20.0g3-氨基丙基-2-羟基乙基硫醚溶于80ml甲苯中，加入1.0gNiFe@CN催化剂后缓慢滴加30ml乙酰氯1h,TLC跟踪反应；其余步骤同实施例1。对照例1与实施例1不同点在于：中间体的合成步骤1中，3-巯基乙醇、3-丙胺氢溴酸盐质量比为11：1，其余步骤与实施例1完全相同。对照例2与实施例1不同点在于：中间体的合成步骤1中，3-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种NiFe@CN催化剂，其特征在于,其制备方法如下：步骤1、将1.2g Ni（NO3）2·6H2O和0.8g Fe（NO3）3·9H20用100ml去离子水溶解于烧杯中，使[Fe3+]=0.02mo1·L‑1，为溶液A，在100m1去离子水中加入 0.4g NaOH和0.4g Na2C03，为溶液B；步骤2、将上述两种溶液在室温下缓慢混合并加入到胶体磨中，控制转速为3000rpm, 得到浑浊的液体，先将液体离心，后洗涤直到pH=7；步骤3、然后将离心产物分散于500ml四口瓶中，加入适量去离子水，超声3min，晶化6h，晶化温度为60℃，晶化结束后离心得到Ni2Fe‑LDH；步骤4、在研钵中将Ni2Fe‑LDH和三聚氰胺按质量比1:3混合后充分研磨，然后在N2保护下管式炉中锻烧，升温速率为50℃·min‑1，目标温度550℃，保温时间4h，锻烧结束后得到NiFe@CN催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种NiFe@CN催化剂，其特征在于,其制备方法如下：步骤1、将1.2gNi（NO3）2·6H2O和0.8gFe（NO3）3·9H20用100ml去离子水溶解于烧杯中，使[Fe3+]=0.02mo1·L-1，为溶液A，在100m1去离子水中加入0.4gNaOH和0.4gNa2C03，为溶液B；步骤2、将上述两种溶液在室温下缓慢混合并加入到胶体磨中，控制转速为3000rpm,得到浑浊的液体，先将液体离心，后洗涤直到pH=7；步骤3、然后将离心产物分散于500ml四口瓶中，加入适量去离子水，超声3min，晶化6h，晶化温度为60℃，晶化结束后离心得到Ni2Fe-LDH；步骤4、在研钵中将Ni2Fe-LDH和三聚氰胺按质量比1:3混合后充分研磨，然后在N2保护下管式炉中锻烧，升温速率为50℃·min-1，目标温度550℃，保温时间4h，锻烧结束后得到NiFe@CN催化剂。2.如权1的催化剂在合成N-[3-氨基丙基-2-羟基乙基硫基]-4-硝基苯甲酰胺的应用，其合成条件如下：步骤1、在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张素兰，朱亚飞，
申请(专利权)人：福州兴创云达新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35