一种非均相的双金属L-ZIF-67-Ag-X催化剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种非均相的双金属L

【技术实现步骤摘要】
一种非均相的双金属L
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ZIF
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67
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Ag
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X催化剂的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于催化剂的合成催化领域，特别是一种双金属ZIF催化剂催化末端炔一步合成炔酰胺的方法及应用。

技术介绍

[0002]酰胺及其衍生物，尤其是炔酰胺，在疾病诊断、药物化学、农药合成和药物研发等方面具有重要的应用价值。制备炔酰胺的传统方法通常以炔酸或卤代炔衍生物作为底物制备，然而炔酸和卤代炔衍生物的制备涉及复杂的反应过程，导致炔酰胺的制备仍然面临挑战。显然，由末端炔代替炔酸或卤代炔衍生物一步合成炔酰胺是一种理想的反应过程。因此，构建高效的催化剂并在60摄氏度由末端炔一步高效合成炔酰胺化合物，具有非常重要的工业价值和研究意义。
[0003]得益于沸石咪唑酯骨架(ZIFs)的可修饰性，ZIF复合材料除了固有的金属位点和有机配体外，还包含多种金属纳米粒子、高度分散的金属位点或生物分子，已经广泛应用于催化领域中。因此，将合适的催化位点引入ZIF构建复合材料是实现高效多相催化合成炔酰胺的十分可行的方法。本专利中提出一种基于银离子和L
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ZIF
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67构筑的双金属L
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ZIF
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67
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Ag
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X催化剂制备，并首次实现由末端炔、异腈化合物和氧气反应一步合成炔酰胺的催化反应。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于简化目前炔酰胺化合物的制备流程，利用合成后修饰方法提供一种新型的双金属L
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ZIF
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67
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Ag
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X催化剂材料，并催化末端炔在60摄氏度高效一步合成炔酰胺化合物的应用。
[0005]本专利技术的技术方案：
[0006]本专利技术的一种非均相双金属L
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ZIF
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67
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Ag
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X催化剂材料，其特征在于，利用 L
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组氨酸对ZIF
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67进行功能化合成L
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ZIF
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67，由于L
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ZIF
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67中含有丰富的羧基和氨基基团，将不同含量的Ag(I)离子锚定在氨基酸基团得到MOF复合材料 L
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ZIF
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67
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Ag
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X(X＝0.1,0.3,0.5)。通过多种表征方法对L
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ZIF
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67
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Ag
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X的结构进行了研究，确定Ag(I)位点与羧基和氨基进行了配位。催化研究表明， L
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ZIF
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67
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Ag
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X的独特结构可以在60摄氏度催化末端炔、异腈化合物和氧气一步高效合成炔酰胺化合物。这是首次由末端炔、异腈化合物和氧气反应一步合成炔酰胺的例子。此外，该方法具有底物易获得、原子经济性友好、反应条件温和、催化剂可重复使用等优点，简化了炔酰胺的合成路线，拓展了炔酰胺的合成策略。
[0007]一种基于非均相双金属L
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ZIF
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67
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Ag
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X催化剂材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)L
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ZIF
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67的合成：4毫摩尔L
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组氨酸和20毫摩尔2
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甲基咪唑溶于43 毫升去离子水中，然后加入2.6毫升三乙胺并进行持续搅拌；然后将6毫摩尔六水合硝酸钴溶解在11毫升去离子水中并加入到上述溶液中，在室温下剧烈搅拌 30分钟；反应完成后离心收集产
物，用去离子水和甲醇洗涤3次，在60摄氏度真空干燥12小时。
[0009](2)L
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ZIF
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67
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Ag
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X(X＝0.1,0.3,0.5)的合成：将0.5克L
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ZIF
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67分散到20 毫升乙醇溶液中，超声10min，将不同量的硝酸银(14
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20、48
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54、82
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88毫克) 溶于30mL乙醇中，加入到上述溶液中，室温搅拌1小时。转速为10000rpm 离心5min收集样品并用乙醇反复洗涤3次。收集的紫色粉末在60摄氏度真空干燥12小时。
[0010]上述合成的非均相L
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ZIF
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67
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Ag
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X催化剂用于催化末端炔、异腈化合物和氧气一步高效合成炔酰胺，反应完成之后，该L
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ZIF
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67
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Ag
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X催化剂可以多次重复使用并且其催化活性没有明显降低。
[0011]本专利技术的优点和有益效果：
[0012]本专利技术的一种非均相双金属L
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ZIF
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67
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Ag
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X催化剂材料，利用L
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组氨酸对 ZIF
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67进行功能化合成L
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ZIF
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67，由于L
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ZIF
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67中含有丰富的羧基和氨基基团，将不同含量的Ag(I)位点锚定在氨基酸基团得到MOF复合材料L
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ZIF
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67
‑
Ag
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X (X＝0.1,0.3,0.5)。通过多种表征方法对L
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ZIF
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67
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Ag
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X的结构进行了研究，确定 Ag(I)位点与羧基和氨基进行了配位，实现了Ag(I)位点在L
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ZIF
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67的高度分散。催化研究表明，L
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ZIF
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67
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Ag
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X的独特结构可以在60摄氏度催化以末端炔、异腈化合物为底物在氧气气氛下一步高效合成炔酰胺化合物。这是首次由末端炔、异腈化物在氧气气氛下一步合成炔酰胺的例子。此外，该方法具有底物易获得、原子经济性友好、反应条件温和、催化剂可重复使用等优点，简化了炔酰胺的合成路线，易实现工业化生产。
附图说明
[0013]图1为该非均相L
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ZIF
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67和L
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ZIF
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67
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Ag
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X催化剂的X射线粉末衍射(XRD)图；
[0014]图2为该非均相L
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非均相的双金属L
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ZIF
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67
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Ag
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X催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)L
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ZIF
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67的合成：4毫摩尔L
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组氨酸和20毫摩尔2
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甲基咪唑溶于43毫升去离子水中，然后加入2.6毫升三乙胺并进行持续搅拌；然后将6毫摩尔六水合硝酸钴溶解在11毫升去离子水中并加入到上述溶液中，在室温下剧烈搅拌30分钟；反应完成后离心收集产物，用去离子水和甲醇洗涤3次，在60摄氏度真空干燥12小时；2)L
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ZIF
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67
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Ag
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X的合成：将0.5克L
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ZIF
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67分散到20毫升乙醇溶液中，超声10min，将不同量的硝酸银溶于30mL乙醇中，加入到上述溶液中，室温搅拌1小时；接着，10000rpm离心5min收集样品并用乙醇反复洗涤3次；最后，收集的紫色粉末在60摄氏度真空干燥12小时。2.根据权利要求1所述的非均相的双金属L
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ZIF
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67
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Ag
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X催化剂的制备方法，其特征在于：L
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ZIF
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67
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Ag
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X中，X＝0.1、0.3或0.5。3.根据权利要求1所述的非均相的双金属L
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ZIF
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67
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Ag
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X催化剂的制备方法，其特征在于：制备L
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ZIF
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67
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Ag
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0.1催化剂的硝酸银的投入量为14
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20毫克。4.根据权利要求1所述的非均相的双金属L
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ZIF
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67
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Ag
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X催化剂的制备方法，其特征在于：制备L
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ZIF
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67
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Ag
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0.3催化剂的硝酸银的投入量为48
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54毫克。5.根据权利要求1所述的非均相的双金属L
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ZIF
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67
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Ag
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X催化剂的制备方法，其特征在于：制备L
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ZIF
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67
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Ag
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0.5催化剂的硝酸银的投入量为82
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88毫...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵斌，赵健，韩杰，张天泽，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：