一种铁配位化合物及其合成方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种铁配位化合物及其合成方法与应用，涉及化合物合成技术领域，通过羧酸化合物与铁的金属盐合成MOF前驱体，然后将合成的MOFs前驱体和高分子聚合物按比例混合研磨均匀后，在还原性气氛下高温煅烧一定时间，得到含有铁的金属氧化物吸附的多孔碳高效有机催化剂，通过一系列实验以及表征表明，合成的催化剂催化性能大幅度提高，且由于合成的催化剂具有磁性，在反应完成后可以高效分离回收催化剂，合成工艺简单，催化效率高，且易于回收。

A Ferric Coordination Compound and Its Synthesis Method and Application

The invention discloses an iron coordination compound and its synthesis method and application, which relates to the technical field of compound synthesis. The MOF precursor is synthesized by carboxylic acid compounds and iron metal salts, and then the synthesized MOFs precursor and macromolecule polymer are mixed proportionally and grinded uniformly, calcined at high temperature for a certain time in a reducing atmosphere, and porous metal oxide adsorbed with iron is obtained. Through a series of experiments and characterization, it is shown that the catalytic performance of the synthesized catalyst is greatly improved, and because the synthesized catalyst is magnetic, the catalyst can be efficiently separated and recovered after the reaction is completed. The synthesis process is simple, the catalytic efficiency is high, and it is easy to recover.

【技术实现步骤摘要】
一种铁配位化合物及其合成方法与应用
本专利技术涉及化学物合成
，具体涉及片状结构铁化合物合成
，特别是指一种铁配位化合物及其合成方法与应用。
技术介绍
芳香族胺是有机合成中普遍存在的组成部分，广泛用于制造精细(农药、染料、颜料和药品)和散装化学品(聚合物)。芳香族胺可以通过多种方法获得，包括减少芳酰亚氮化物、芳基卤化物和亚硝胺的催化还原。在这些方法中，亚硝胺的化学选择性转移(CTH)用于合成芳基胺，是一种更具成本效益和更环保的方法。迄今为止的报告中，在亚硝胺的催化还原制备芳香族胺化合物的过程中，仍然依赖使用贵金属作为催化剂，如Pt、Pd、Au和Ir。由于这些贵金属的低地球丰度、高价格和托克斯性，贵金属催化剂的广泛应用受到限制。因此，基于地球丰富的金属元素(如Fe、Co、Ni)的有效催化剂的研究，已得到了广泛的关注。然而，目前催化系统对硝基的化学选择性较少，且在催化还原反应过程中，由于催化剂在酸性或碱性条件下不稳定，选择性较差，催化效率低以及不易分离回收等问题，在催化合成中易造成高催化负荷和剧烈的反应和资源的浪费。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种铁配位化合物及其合成方法与应用，以克服现有技术中全部或者部分不足。基于上述目的本专利技术提供的一种铁配位化合物，所述铁配位化合物包括结构式如下的MOF前驱体，在一些可选实施例中，所述MOF前驱体的合成方法包括合成、分离、纯化和干燥，且合成的前驱体具有规则的八面体结构。在一些可选实施例中，所述合成的原料是羧酸化合物与铁的金属盐，且两者的摩尔比为1:2，反应条件为100～130℃，时长15～25h。在一些可选实施例中，所述纯化的纯化液是无水乙醇。在一些可选实施例中，所述干燥的温度为50～80℃。从上面所述可以看出，本专利技术的目的之一是提供一种铁配位化合物，该化合物是一种含有[C,N,O]片状结构铁化合物，包含有规则的八面体结构MOF前驱体，具有铁的配合物具有独特的化学稳定性以及丰富的氧化还原性质，片状铁配合物在有机催化中有较好的选择性。一种铁配位化合物的合成方法，包括如下步骤：将合成的MOF前驱体和高分子聚合物混合研磨均匀，在还原性气氛下高温煅烧，得铁配位化合物。在一些可选实施例中，所述MOF前驱体和高分子聚合物的质量比是1:2～6。在一些可选实施例中，所述高温煅烧的温度为700～900℃，时长1～3h。本专利技术的目的之二是提供一种铁配位化合物的合成方法，将合成的MOFs前驱体和高分子聚合物按比例混合研磨均匀后，在还原性气氛下高温煅烧一定时间，得到含有铁的金属氧化物吸附的多孔碳高效有机催化剂，通过一系列实验以及表征表明，合成的催化剂催化性能大幅度提高，且由于合成的催化剂具有磁性，在反应完成后可以高效分离回收催化剂。一种铁配位化合物的应用，所述铁配位化合物作为高效催化硝基苯以及其它取代基合成有机物的催化剂。本专利技术的目的之三是提供一种铁配位化合物的应用，作为高效催化硝基苯以及其它取代基合成有机物的催化剂。附图说明图1为本专利技术实施例MOF前驱体MIL-101(Fe)的XRD图；图2为本专利技术实施例MOF前驱体MIL-101(Fe)的SEM图；图3为本专利技术实施例不同比例MOF前驱体与三聚氰胺混合相同时间温度煅烧后的XRD图；图4为本专利技术实施例3号样品在相同温度不同煅烧时间后的XRD图；图5为本专利技术实施例5号样品的SEM图；图6为本专利技术实施例5号样品的TEM图。a-18.0K下的SEM图，b-35.0K下的SEM图，c-6.0K下的SEM图，d-9.0K下的SEM图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。为了克服现有技术中的部分或者全部不足，本专利技术实施例提供了一种铁配位化合物，所述铁配位化合物包括结构式如下的MOF前驱体，同时，本专利技术实施例还提供了一种铁配位化合物的合成方法，包括如下步骤：将合成的MOF前驱体和高分子聚合物混合研磨均匀，在还原性气氛下高温煅烧，得铁配位化合物。最后，本专利技术实施例提供的一种铁配位化合物的应用，所述铁配位化合物作为高效催化硝基苯以及其它取代基合成有机物的催化剂。本专利技术实施例提供的一种铁配位化合物，所述铁配位化合物包括结构式如下的MOF前驱体，其中，MOF前驱体具有规则的八面体结构，且合成方法为在DMF为溶剂的条件下，将六水合氯化铁和对苯二甲酸按照摩尔比2:1混合，充分溶解后，置于高压釜中，在110℃的高温条件下反应20h。待冷却至室温后，先用去离子水洗涤离心两遍，然后再用无水乙醇洗涤离心三遍，最后在真空干燥箱中，70℃条件下干燥过夜，得到的棕黄色粉末。其结构式如下：所得到MOF前驱体的XRD如图(1)所示，所得到的MOF前驱体的SEM如图(2)所示。该化合物是一种含有[C,N,O]片状结构铁化合物，包含有规则的八面体结构MOF前驱体，具有铁的配合物具有独特的化学稳定性以及丰富的氧化还原性质，片状铁配合物在有机催化中有较好的选择性。本专利技术实施例提供的一种铁配位化合物的合成方法，将上述制备的MOFs前驱体和三聚氰胺以不同的比例(MIL-101(Fe):三聚氰胺＝1:2，1:4，1:5)混合研磨后，在氩气条件下，高温煅烧，温度900℃一定时间(1小时，2小时，3小时)；将合成的MOFs前驱体和高分子聚合物按比例混合研磨均匀后，在还原性气氛下高温煅烧一定时间，得到含有铁的金属氧化物吸附的多孔碳高效有机催化剂，通过一系列实验以及表征表明，合成的催化剂催化性能大幅度提高，且由于合成的催化剂具有磁性，在反应完成后可以高效分离回收催化剂。比例1:2，高温条件下反应1个小时，标记为1号样品；比例1:4，温度时间同1号样品，标记为2号样品；比例1:6，温度时间同1号样品，标记为3号样品；上述3个样品的XRD如图(3)所示。将1号样品催化对硝基苯乙酮，样品质量为6mg，对硝基苯乙酮为0.5mmol，溶剂为5mL乙醇，氢源为5mL水合肼，反应温度为40℃，时间6min；将2号样品催化对硝基苯乙酮，样品质量为6mg，对硝基苯乙酮为0.5mmol，溶剂为5mL乙醇，氢源为5mL水合肼，反应温度为40℃，时间6min；将3号样品催化对硝基苯乙酮，样品质量为6mg，对硝基苯乙酮为0.5mmol，溶剂为5mL乙醇，氢源为5mL水合肼，反应温度为40℃，时间6min。待反应结束后，取少量反应液，同过GC-MASS进行产率的计算。反应可表示为：通过计算得出的结果如表1所示。表1不同比例前驱体与三聚氰胺混合相同时间温度煅烧后的化合物催化对硝基苯乙酮的转化率EntryCatalystTemp.(℃)Time(min)Yield(％)1样品140670.22样品240672.43样品340672.6由表1可知3号样品的催化效果最好；将最佳样品3号样品在惰性气体和相同温度下，煅烧时间分别是3号样品的2倍和3倍；比例1:6，温度同3号样品，时间是样品3的2倍，标记为4号样品；比例1:6，温度同3号样品，时间是样品3的3倍，标记为5号样品。三个样品的XRD如图(4)所示。将3号样品催化对硝基苯乙酮，样品质量为6mg，对硝基苯乙酮为0.5mmol，溶剂为5mL乙醇，氢源为5mL水合肼，反应温度为40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁配位化合物，其特征在于，所述铁配位化合物包括结构式如下的MOF前驱体，

【技术特征摘要】
1.一种铁配位化合物，其特征在于，所述铁配位化合物包括结构式如下的MOF前驱体，2.根据权利要求1所述的铁配位化合物，其特征在于，所述MOF前驱体的合成方法包括合成、分离、纯化和干燥，且合成的前驱体具有规则的八面体结构。3.根据权利要求2所述的铁配位化合物，其特征在于，所述合成的原料是羧酸化合物与铁的金属盐，且两者的摩尔比为1:2，反应条件为100～130℃，时长15～25h。4.根据权利要求2所述的铁配位化合物，其特征在于，所述纯化的纯化液是无水乙醇。5.根据权利要求2所述的铁配位化合物，其特征在于，所述干燥的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳守杰，张时，云瑞瑞，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34