一种Ni-Anderson多金属氧酸盐催化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于催化材料与技术领域，具体涉及一种Ni

【技术实现步骤摘要】
一种Ni
‑
Anderson多金属氧酸盐催化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于催化材料与
，具体涉及一种Ni
‑
Anderson多金属氧酸盐催化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]Anderson型杂多酸(通式为[XM6O
24
]n
‑
)是一类具有特殊结构和性质的多金属
‑
氧簇无机化合物,由于其分子结构易于化学修饰和可设计性以及其在材料、催化和医药等领域具有很高的应用价值,因此一直受到研究者们的广泛关注。近几年来，Anderson型杂多酸在催化有机氧化反应中的应用对于绿色催化过程的研究逐渐显露出非常重要的意义。
[0003]人类社会的进步离不开有机合成化学的发展，然而在大多数有机合成反应中，不仅所用到的催化剂昂贵、反应条件严苛危险，而且反应所生成的副产物往往对环境会造成一定程度的污染，因此，用化学的技术和方法减少或停止那些对人类生态环境有害的物质产生，不仅是有机合成反应中的难点，也是当今绿色化学研究的重点，更是21世纪化学发展的重要方向之一。随着Anderson型杂多酸的催化应用进展，研究者们发现:在有机合成反应中，用Anderson型多金属氧酸盐及其衍生物来代替传统的金属或非金属催化剂进行催化氧化,不仅催化效率高且催化过程中所产生的副产物少，正是一种对环境友好的绿色高效催化新路线。
[0004]因此，寻找一种可以催化合成二芳基醚化合物Anderson型多金属氧酸盐催化剂的就成为了亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的第一个目的是针对现有技术中存在的问题，提供可以催化合成二芳基醚化合物Anderson型多金属氧酸盐催化剂。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种Ni
‑
Anderson多金属氧酸盐催化剂，分子式为[(n
‑
C4H9)4N]2{H2NiMo6O
18
[(OCH2)3CCH3]2}
·
(CH3CN)4，结构式为：
[0008][0009]值得说明的是，本专利技术公开的Ni
‑
Anderson多金属氧酸盐催化剂化学结构简单，分子量小，活性位点明确，经济优势和稳定性能突出，具有良好的工业应用潜能。
[0010]本专利技术提出的第二个目的在于提供一种如上所述的Ni
‑
Anderson多金属氧酸盐催化剂的制备方法。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0012]一种如上所述的Ni
‑
Anderson多金属氧酸盐催化剂的制备方法，由TBA4Mo8O、1,1,1
‑
三(羟甲基)乙烷和Ni(OAc)22H2O在乙腈中通过一步反应制得。
[0013]优选的，所述Ni(CH3COO)2·
2H2O、TBA4Mo8O
26
和(HOCH2)3CCH3的摩尔比为5:3:10，TBA4Mo8O
26
在乙腈中的浓度为0.022mol/L，反应温度为85℃，反应时间为12h。
[0014]进一步优选的在一些实施例中，所述制备方法还包括反应完成后冷却至室温，并静置挥发数天，即得到所述Ni
‑
Anderson多金属氧酸盐催化剂。
[0015]值得说明的是，本专利技术所公开的一步法合成Ni
‑
Anderson多金属氧酸盐催化剂的方法攻克了使用贵金属和高成本、有毒、对空气/水分敏感的高用量有机配体造成环境污染，催化剂无法回收，催化剂转化率低等偶联反应的技术难点。制备得到的催化剂表现出良好的催化活性，稳定性和耐用性，绿色温和，廉价、易制备可回收利，使用寿命长，可以很容易地从现成的化学物质中一步合成。
[0016]本专利技术的第三个目的是提供一种如上所述的Ni
‑
Anderson多金属氧酸盐催化剂的应用。
[0017]所述催化剂用于二芳基醚化合物的合成。
[0018]本专利技术将Ni
‑
Anderson型多金属氧酸盐催化剂应用于有机碘与苯酚合成二苯基醚的偶联反应中，其目标产物均得到很高的产率，反应条件温和，催化剂负载量低，可以进行大规模反应具有较好的有效性，具有较好的反应普适性和通用性。
[0019]进一步的，所述二芳基醚化合物的合成反应以芳基卤化物与取代酚为反应底物，以1.5equ碱和1～3mol％Ni
‑
Anderson多金属氧酸盐催化剂为催化体系，在有机溶剂中80～90℃反应12～16h。
[0020]更进一步的，所述反应底物及产物包括：
[0021][0022][0023]更进一步的，所述碱包括KOH、K3PO4、K2CO3或Cs2CO3；有机溶剂包括DMF、DMSO、H2O、CH3CN、CH2Cl2或Toluene。
[0024]值得说明的是，本专利技术的反应原理为：NiMo6与酚盐离子相互作用形成络合物A，与碘芳基化合物加成后形成过渡态B，并通过卤素交换转化为过渡态C。C分解得到联芳醚产物，并生成具有催化活性的配合物D(图5)
[0025]与现有技术相比，本专利技术避免了有机碘与苯酚合成二苯基醚的偶联反应中贵金属和高毒性有机配体的使用，也避免了对空气/水分敏感的高用量有机配体造成的环境污染，降低了反应的工业成本，满足绿色化学、安全生产的要求。使用的Ni
‑
Anderson型多金属氧酸盐催化剂具有良好的催化活性，稳定性和耐用性，绿色温和，廉价、易制备，使用寿命长。并且该催化氧化反应可以很容易地扩大到克级，具有良好的工业应用潜能。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图
[0027]图1为本专利技术实施例1中催化剂TBA2NiMo6的XRD谱图。
[0028]图2为本专利技术实施例1中催化剂TBA2NiMo6的FT
‑
IR谱图。
[0029]图3为本专利技术实施例1中催化剂TBA2NiMo6的立体结构示意图。
[0030]图4为本专利技术应用实施例1中催化剂TBA2NiMo6的电化学行为。
[0031]图5为本专利技术反应原理。
具体实施方式
[0032]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通
技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]在这里专用的词“实施例”，作为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Ni
‑
Anderson多金属氧酸盐催化剂，其特征在于，分子式为[(n
‑
C4H9)4N]2{H2NiMo6O
18
[(OCH2)3CCH3]2}
·
(CH3CN)4，结构式为：2.一种如权利要求1所述的Ni
‑
Anderson多金属氧酸盐催化剂的制备方法，其特征在于，由TBA4Mo8O、1,1,1
‑
三(羟甲基)乙烷和Ni(OAc)22H2O在乙腈中通过一步反应制得。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述Ni(CH3COO)2·
2H2O、TBA4Mo8O
26
和(HOCH2)3CCH3的摩尔比为5:3:10，TBA4Mo8O
26
在乙腈中的浓度为0.022mol/L，反应温度为85℃，反应时间为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢景力，邓元元，徐昊，
申请(专利权)人：嘉兴孚诺纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：