一种负载型硅氢加成反应催化剂及其制备方法技术

技术编号:6636258 阅读:202 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种负载型硅氢加成反应催化剂及其制备方法。它需要解决的技术问题是,提供一种适用于硅氢加成反应的多相催化剂及其制备方法,该催化剂使用时反应条件温和,安全,有效,与产物分离方便,可回收再利用。本发明专利技术的催化剂具有如下结构式:。本发明专利技术的制备方法按如下步骤:1)用偶联剂改性载体表面;2)用官能团化合物修饰载体表面;3)与铂化合物配位络合制备催化剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机化学领域中的催化剂及其制备方法,具体是。
技术介绍
催化烯烃硅氢加成反应在有机合成化学中占有重要的地位,是合成有机硅偶联剂和功能有机硅化合物及聚合物最重要的途径之一。通常直接使用氯钼酸作为催化剂,实验和工业生产使用得最多的是Speier's催化剂(氯钼酸异丙醇溶液)和Karstedt’ s催化剂 (氯钼酸与含有乙烯基的硅烷或硅氧烷络合)。这两种催化剂虽具有较高活性,但产物选择性不高;并且作为均相催化剂,反应结束后催化剂难以从反应体系中分离,对贵金属Pt的使用来说无疑是一种浪费。负载型的钼催化剂用于硅氢加成反应中,文献也有所报道。利用Al203、Si02、活性碳、氧化镁负载Pt制备的催化剂用于烯烃的硅氢化反应。无机载体负载的Pt多相催化剂最大的优点就在于其可以方便地与产物进行分离。但是这些多相催化剂用在硅氢加成反应中,往往是在高温、高压条件下进行,反应过程中钼容易流失,催化剂很快失活。另外,得到的产物选择性也不高,所以这些多相催化剂的催化效果也不理想。一些研究者采用偶联剂对SiO2进行改性,然后负载钼与其它元素的配合物作为催化剂用于硅氢加成反应中,可以取得比单纯SiO2负载钼更好的催化效果。在钼用量提高的情况下,也就是降低催化剂的活性前提下,可以取得较好的硅氢加成产物的选择性。硅氢加成反应作为有机硅领域中的基本反应,其核心技术就在于适合该反应催化剂的制备。因此,研究和制备具有高活性、高选择性的硅氢加成反应催化剂具有重要的意义和实用价值。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供了一种适用于硅氢加成反应的多相催化剂及其制备方法,该催化剂使用时反应条件温和,安全,有效,与产物分离方便,可回收再利用。本专利技术的负载型硅氢加成反应催化剂,是一种具有如下结构式的负载型Pt催化剂载体口〉个/ EtOι Jl。 ιCl该负载型硅氢加成反应催化剂通过下述方法实现以无机物为催化剂载体,通过偶联剂和特殊官能团改性修饰载体表面,然后与钼化合物配位络合,形成高效的适合硅氢加成反应的负载型钼催化剂。本专利技术的负载型硅氢加成反应催化剂的制备方法,按如下步骤1)用偶联剂改性载体表面加入载体到溶剂中,载体和溶剂的质量比为1:30 50,搅拌均勻(5 60 min即可);加入偶联剂,偶联剂和载体的质量比为1 广100,搅拌均勻(10 100 min即可);搅拌状态下,滴加水和乙醇的混和溶液,水和乙醇体积比为1:5 5:1 ;滴加完毕,升温至50 150 °C,继续搅拌,处理时间为2 M h,过滤、洗涤、烘干,得改性载体;所述载体为二氧化硅或分子筛,所述溶剂为甲苯、苯或二甲苯,所述偶联剂为Y -氨丙基烷氧基硅烷;2)用官能团化合物修饰载体表面在溶剂中,用官能团化合物与改性载体反应,改性载体和溶剂质量比为1 20 100,官能团化合物和改性载体的质量比为1 纩100,反应温度为 50 150°C,反应时间为8 Mh,过滤、洗涤、烘干,得二次改性载体;所述溶剂为水、丙酮或四氢呋喃,所述官能团化合物为十一烯酸;3)与钼化合物配位络合在溶剂中,加入二次改性载体与钼化合物配位络合反应, 得产品;二次改性载体与溶剂质量比为1:1(Γ100,钼化合物与二次改性载体质量比为 1 20^10000,反应温度为30 100 V,反应时间为8 M h,除去溶剂,烘干;所述钼化合物为氯钼酸、氯化钼、氯亚钼酸钾或氯钼酸钾,所述溶剂为四氢呋喃、乙醇、甲醇、丙酮或水。本专利技术具有的有益效果是1、由于本专利技术制备的催化剂是改性无机物载体负载型催化剂,具有高效催化、可回收循环使用等特点,同时也为硅氢加成反应催化剂增加了一个新品种。2、本专利技术制备的催化剂针对不饱和烯烃硅氢加成反应具有很好的催化效果,可以催化其与多种含氢硅烷的加成反应,适用性较为广泛。3、本专利技术制备的催化剂使用过程中,反应条件温和,安全,催化活性高,加成产物选择性高。4、本专利技术提供的制备方法简单,易于控制,重现性比较好,具有一定的经济社会效■、Λfrff. ο附图说明图1是载体、改性载体及其催化剂红外谱图。其中(a)载体二氧化硅,(b)改性二氧化硅,(c) 二次改性二氧化硅,(d) Pt催化剂。具体实施例方式下面通过实施例,对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例11)用偶联剂改性载体表面在带有加料口和搅拌装置的500 mL反应器中,加入20. 0 g硅胶和250 mL甲苯,室温下搅拌10 min,加入10.0 g Y -氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌20 min,室温下滴加10 mL水和30 mL乙醇的混和溶液,搅拌池,加热100 V回流搅拌反应2 h。去除甲苯和乙醇,得到白色粉末,在温度为80 °〇真空条件下干燥M h,得初次改性二氧化硅。2)用官能团化合物修饰载体表面在250 mL三口烧瓶中,加入2. 0 g官能团化合物十一烯酸和100 mL水,加热升温至80°C,搅拌使十一烯酸完全溶解,加入6.0 g步骤1)的初次改性二氧化硅,保持温度继续搅拌3 h,过滤,洗涤,得到淡黄色粉末,在温度为80 !真空条件下干燥M h,得二次改性载体。3)与钼化合物配位络合制备钼催化剂在50 mL反应瓶中加入2.0 g步骤2)的二次改性载体,2. 7 mL氯钼酸四氢呋喃溶液(Pt含量为0.0037 g/mL),20 mL四氢呋喃,室温搅拌反应M h。去除溶剂,60 °C真空干燥至恒重,冷却,得淡黄色粉末——即产品,钼含量为0. 5 wt%。(见图1)实施例2 1)用偶联剂改性载体表面在带有加料口和搅拌装置的500 mL反应器中,加入20. 0 g硅胶和250 mL甲苯,室温下搅拌10 min,加入6.0 g Y -氨丙基三乙氧基硅烷,搅拌20 min,室温下滴加10 mL水和30 mL乙醇的混和溶液,搅拌2 h,加热100 °C回流搅拌反应池。去除甲苯和乙醇,得到白色粉末,在温度为80 °〇真空条件下干燥M h,得改性载体。2)用官能团修饰载体表面在250mL三口烧瓶中,加入2.0 gi^一烯酸和100 mL 水,加热升温至80°C,搅拌使十一烯酸完全溶解,加入6. 0 g步骤1)中所得产物,保持温度继续搅拌3 h,过滤,洗涤,得到淡黄色粉末,在温度为80 °C真空条件下干燥对h,得二次改性载体。3)与钼化合物配位络合制备钼催化剂在50 mL反应瓶中加入2. 0 g步骤2)中所得二次改性载体,2. 7 mL氯钼酸四氢呋喃溶液(Pt含量为0.0037 g/mL),20 mL四氢呋喃, 升温至40 °C搅拌回流反应12 h。去除溶剂,60 °C真空干燥至恒重,冷却得淡黄色粉末,钼含量为0. 5 wt%。实施例3 1)用偶联剂改性载体表面在带有加料口和搅拌装置的500 mL反应器中,加入20. 0 g硅胶和250 mL甲苯,室温下搅拌10 min,加入5.0 g Y -氨丙基三甲氧基硅烷,搅拌20 min,室温下滴加10 mL水和30 mL乙醇的混和溶液,搅拌池,加热100 °C回流搅拌反应2 h。去除甲苯和乙醇,得到白色粉末,在温度为80 °〇真空条件下干燥M h,得改性载体。2)用官能团修饰载体表面在250mL三口烧瓶中,加入2. 0 gi^一烯酸和100 mL 水,加热升温至80°C,搅拌使十本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负载型硅氢加成反应催化剂,其特征在于:是一种具有如下结构式的负载型硅氢加成反应Pt催化剂:,其中载体为二氧化硅或分子筛。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:来国桥白赢彭家建厉嘉云蒋剑雄
申请(专利权)人:杭州师范大学
类型:发明
国别省市:86

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