固载在高分子树脂上的有机离子碱及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种固载在高分子树脂上的有机离子碱及其制备方法与应用。该方法，包括如下步骤：a)将氯甲基聚苯乙烯树脂溶胀后与下述两反应物中的任意一种进行反应，得到氯型阴离子交换树脂：三取代胺和三取代膦；b)将氯型阴离子交换树脂清洗后，填装至离子交换柱中，用钠盐的水溶液对所述离子交换柱进行离子交换，至氯离子全部被交换，得到阴离子交换后的树脂，真空干燥后，得到所述固载在高分子树脂上的有机离子碱。该方法工艺简单，制备方便，且固载后的有机离子碱稳定性好，易分离，再次阴离子交换后能够再次使用，有效降低了偶联反应中碱的成本和环境污染问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子材料制备领域，涉及固载在高分子树脂上的有机离子碱及其制备方法与应用。
技术介绍
离子交换树脂用途广泛，可以运用于很多行业，如水处理领域离子交换树脂的需求量很大，主要用于水中的各种阴阳离子的去除；食品工业中可用于制糖、味精、酒的精制、 生物制品等工业装置上；在制药工业中，离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用；此外，离子交换树脂已应用在许多非常受关注的环境保护问题上，目前，许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质，这些可用树脂进行回收使用；而在合成化学和石油化学工业中运用于在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应，用离子交换树脂代替无机酸、碱，同样可进行上述反应，且优点更多，如树脂可反复使用，产品容易分离，反应器不会被腐蚀，不污染环境，反应容易控制寸。过渡金属催化的偶联反应是现代有机合成的重要手段(de Meijere, A.等； Metal-catalyzed cross-coupling reactions ；Wiley-VCH, Weinheim, 2004)，该方法大量运用于合成有机中间体，如药物、化学品等。目前所使用的过渡金属主要集中在钯Pd，铜 Cu，镍Ni上，而所使用的碱主要是碱金属或碱土金属盐(如磷酸钾K3PO4、碳酸钾K2CO3、碳酸钠Na2CO3、碳酸铯Cs2CO3)，这类碱所面临的问题是不可回收，成本高，且对环境污染。因此，有必要寻求一种成本低廉，并且能够反复使用的可用在金属催化偶联反应中新型碱。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种固载在高分子树脂上的有机离子碱及其制备方法与应用。本专利技术提供的固载在高分子树脂上的有机离子碱，由阴离子和阳离子组成；其中， 所述阴离子为 or、CO:、PO广、HCCV、HPO广、H2P04\ HC00\ CH3COCT 或 ^OCCH2COCr,所述阳离子为由含有取代基的-M基团与高分子树脂组成，所述含有取代基的-M基团与所述高分子树脂之间通过化学键相连；所述含有取代基的-M基团的结构式如式VII所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种固载在高分子树脂上的有机离子碱，由阴离子和阳离子组成；其中，所述阴离子为ＯＨ－、ＣＯ３２－、ＰＯ４３－、ＨＣＯ３－、ＨＰＯ４２－、Ｈ２ＰＯ４－、ＨＣＯＯ－、ＣＨ３ＣＯＯ－或－ＯＯＣＣＨ２ＣＯＯ－，所述阳离子为由含有取代基的－Ｍ基团与高分子树脂组成，所述含有取代基的－Ｍ基团与所述高分子树脂之间通过化学键相连；所述含有取代基的－Ｍ基团的结构式如式ＶＩＩ所示，所述式ＶＩＩ中，Ｍ为Ｎ或Ｐ，所述Ｒ１、Ｒ２和Ｒ３均选自ＣＨ３、ＣＨ２ＣＨ３和（ＣＨ２）２ＣＨ３中的任意一种，所述阳离子的个数满足与所述阴离子电荷平衡的条件，为１或２或３。

【技术特征摘要】
1.一种固载在高分子树脂上的有机离子碱，由阴离子和阳离子组成；其中，所述阴离子为 Off、CO:、PO广、HC03\ HPO广、H2POp HC00\ CH3COCT 或 ^)0CCH2C0(T，所述阳离子为由含有取代基的-M基团与高分子树脂组成，所述含有取代基的-M基团与所述高分子树脂之间通过化学键相连；所述含有取代基的-M基团的结构式如式VII所示，2.根据权利要求1所述的有机离子碱，其特征在于所述高分子树脂为聚苯乙烯树脂； 所述固载在高分子树脂上的有机离子碱，是按照权利要求3-10任一所述的方法制备而得。3.一种制备权利要求1或2所述固载在高分子树脂上的有机离子碱的方法，包括如下步骤a)将氯甲基聚苯乙烯树脂溶胀后与式I所示三取代胺或式II所示三取代膦进行反应， 得到氯型阴离子交换树脂；4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述步骤a)中所述氯甲基聚苯乙烯树脂溶胀步骤中，所用溶剂选自水、乙醇、二甲基亚砜和N，N-二甲基甲酰胺中的至少一种；所述步骤b)中，所述钠盐选自磷酸钠、碳酸钠、乙酸钠、甲酸钠、丙二酸钠和己二酸钠中的任意一种；所述清洗步骤中，所用溶剂选自水、乙醇、二甲基亚砜和N，N-二甲基甲酰胺中的至少一种。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于所述步骤a)中，所述氯甲基聚苯乙烯树脂的目数为50-100目；所述氯甲基聚苯乙烯树脂的用量为所述式I所示三取代胺或式 II所示三取代膦质量的四分之一至二分之一，优选三分之一；所述步骤b)中，所述钠盐的水溶液的浓度为l-5mol/L，优选lmol/L。6.根据权利要求3-5任一所述的方法，其特征在于所述步骤a)所述反应步骤中，温度为80 110°C，时间为M-30小时，所述反应是在惰性气体保护下进行的，所述惰性气体优选氮气；所述步骤b)所述离 子交换步骤中，滴速为2-3mL/min ；所述真空干燥步骤中，温度为 400C，时间为24小时，真空度为100-150Pa。7.一种制备金属偶联反应产物和权利要求1或2所述固载在高分子树脂上的有机离子碱的方法，包括如下步骤a)在惰性气氛中，将权利要求1或2任一所述固载在高分子树脂上的有机离子碱、过渡金属催化剂、溶剂a、卤代芳烃和亲核试剂混勻进行反应，反应完毕得到所述金属催化偶联反应产物；b)将所述步骤a)制备所得金属催化偶联反应产物过滤后，所得滤渣依次用所述溶剂 b和水洗涤，得到氯型阴离子交换树脂，用所述钠盐的水溶液对所述氯型阴离子交换树脂进行离子交换，至氯离子全部被交换，得到阴离子交换后的树脂，清洗并真空干燥后，得到权利要求1或2任一所述固载在高分子树脂上的有机离子碱。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述步骤a)中，所述过渡金属催化剂为由Pd金属催化中心或Cu金属催化中心和...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨楚汀，黄耀兵，易钧，傅尧，刘磊，郭庆祥，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
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