【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化合成，具体地涉及一种催化剂及其制备方法与应用、环状内酯及其制备方法。
技术介绍
1、聚酯因具有渗透性、热塑性、生物相容性等特性，广泛用于制备环保材料、人体组织支架、医药载体、手术缝合线等产品。聚酯拥有巨大的市场价值，据报道，聚酯在2015年总产能约为4700万吨，在2020年总产能约为6397.5万吨，产能年均增长率为6.18％，预计2023年产能将达到7500万吨。环状内酯是用于制备聚酯的一种重要原料。
2、低分子量的环状内酯为无色、易挥发的芳香液体，高分子量的环状内酯为无色无味的蜡状固体。环状内酯主要应用于合成聚酯、与脂类共聚和改性树脂，能够改善共聚物的物理性能并改善树脂的透光、光泽和防粘等性能，因此有机环状内酯具有巨大的应用潜力和广阔的市场前景。
3、目前，主要采用baeyer-villiger氧化反应合成有机环状内酯，该反应为有机化学研究的热点之一，学者们不断深入研究开发适用于baeyer-villiger氧化反应的新型催化剂，以提升催化剂的催化性能。
4、1899年，baeyer与villiger等人首次报道了以硫酸钠和浓硫酸制备过硫酸钠作为氧化剂，然后进一步氧化薄荷酮制备内酯的反应。后续研究者将该研究进行了扩展，发现了大量能被过氧酸氧化成内酯的环酮，并据此推测了反应的机理，该类反应被命名为baeyer-villiger氧化重排反应。根据氧化剂种类的不同，目前主要的合成方法可以分为过氧酸氧化法、生物酶氧化法、过氧化氢氧化法以及氧气(空气)氧化法。
5、工
6、采用氧气(空气)氧化法，理论上环酮可完全转化为内酯，符合现代化绿色化工生产要求，且氧气(空气)的氧化效率高，内酯收率高，生产更安全，故氧气(空气)氧化法具有巨大的研究价值。cn102603447a和cn102702152a，以均氧气为氧源催化环酮氧化，合成的内酯收率均较高。与氧气相比，空气更廉价易得，以空气为氧源时，因空气的氧化能力较弱，在不加入催化剂的条件下氧化反应难以进行，若采用空气为氧源需要设计和开发高效的催化剂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述技术问题，提供一种催化剂及其制备方法与应用、环状内酯及其制备方法。本专利技术中以无机离子和有机配体合成的金属有机框架作为前驱体制备得到的碳基催化剂，不仅具备较大的比表面积，而且孔道结构可调节。该催化剂对多种环酮都具有较高的转化率，对生成的内酯选择性较高，反应后易于回收利用。将其应用于环酮合成环状内酯的反应中，以空气作为氧源即可进行反应，能够大幅度的降低生产的成本；并且该催化剂具备较好的选择性，催化反应中几乎无副产物生成。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种催化剂，其特征在于：
3、所述催化剂记为m@c，或mox@c；
4、其中，x为0.5-1.5，m的负载量为25-62wt％，m选自cu或fe，所述催化剂的比表面积为20-120m2/g。
5、本专利技术第二方面提供一种催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
6、(1)将金属前驱体、有机配体和第一溶剂混合，经溶解，得到反应液；
7、(2)所述反应液经水热反应，得到反应产物；
8、(3)将所述反应产物经固液分离，得到mof前驱体；
9、(4)所述mof前驱体经焙烧，得到催化剂；
10、其中，所述催化剂中的活性金属元素为cu或fe；
11、所述金属前驱体、所述有机配体和所述第一溶剂的摩尔比为1：0.3-1.0：20-100。
12、本专利技术第三方面提供一种上述方法制得的催化剂。
13、本专利技术第四方面提供一种第一方面或第三方面所述的催化剂在催化环酮合成环状内酯中的应用。
14、本专利技术第五方面提供一种环酮合成环状内酯的方法，其特征在于，
15、在环酮、第一氧化剂、第二溶剂、第二氧化剂和催化剂存在的条件下，进行催化反应，得到环状内酯；
16、其中，所述催化剂选自第一方面或第三方面中所述的催化剂。
17、本专利技术第六方面提供一种第五方面所述的方法制得的环状内酯。
18、通过上述技术方案，本专利技术提供的一种催化剂及其制备方法与应用、环状内酯及其制备方法获得以下有益的效果：
19、以无机离子和有机配体合成的金属有机框架作为前驱体制备得到的碳基催化剂，不仅具备较大的比表面积，而且孔道结构可调节。将其应用于环酮合成环状内酯的反应中，以空气作为氧源即可进行反应，能够大幅度的降低生产的成本；并且该催化剂具备较好的选择性，催化反应中几乎无副产物生成。
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1.一种催化剂，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，M的负载量为33-43wt％；
3.一种催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求3或4中任意一项所述的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求3-5中任意一项所述的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求3-6中任意一项所述的制备方法，其特征在于，
8.由权利要求3-7中任意一项所述的方法制得的催化剂。
9.一种权利要求1、2或8中任意一项所述的催化剂在催化环酮合成环状内酯中的应用。
10.一种环酮合成环状内酯的方法，其特征在于，
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
12.根据权利要求10或11中任意一项所述的方法，其特征在于，
13.一种由权利要求10-12中任意一项所述的方法制得的环状内酯。
【技术特征摘要】
1.一种催化剂，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征在于，m的负载量为33-43wt％；
3.一种催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
5.根据权利要求3或4中任意一项所述的制备方法，其特征在于，
6.根据权利要求3-5中任意一项所述的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求3-6中任意一项所述的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：管国锋，李海涛，丁靖，黄伟，万辉，杨忠林，杜薇，史乐萌，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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