一种非均相铱吡啶配合物可见光催化剂及其制备方法与应用

成果介绍

科技计划：

成果形式：新材料

合作方式：技术转让、技术开发、技术咨询、技术服务

参与活动：驻苏高校院所苏北五市产学研合作对接活动第七届中国江苏产学研合作大会

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 1 项
已授权专利,其中:发明专利 1 项

成果简介

成果概况

本发明公开了一种非均相铱吡啶配合物可见光催化剂及其制备方法与应用，其特征在于：以二乙烯基苯和乙烯基吡啶的共聚物为载体，在吡啶上配位了一定量的贵金属铱配合物为反应的催化剂，在催化N，N-二甲基苯胺和马来酰亚胺的环化形成四氢喹啉化合物和(E)-N-吗啉-1-苯基亚胺的全氟烷基化反应中得到很好的效果，且催化剂可以重复利用多次，并保持催化活性。

创新要点

可见光诱导的氧化还原催化反应主要集中在钌(Ru)和铱(Ir)的配合物催化剂，这类催化剂可以高效的用在惰性C–H键的活化和官能团化反应。然而，这些过渡金属配合物作为催化剂也有不少缺点，限制了其在产业化中的应用，例如成本高，难以回收和重复使用等。固载型催化剂与传统的均相催化剂相比具有催化活性高，可回收再利用的性能而受到广泛的关注。然而，作为光催化剂，不仅高的比表面积，而且还需要不能阻碍光吸收的效率。因此，部分无机的载体例如硅胶、氧化铝、活性炭等均很难成为光催化剂的载体。与无机载体相比，有机聚合物可以容易地引入螯合位点，并通过简单的共聚制备得到高分子载体。我们将活性配体吡啶和二乙烯基苯(PDVB)共聚，制备得到含吡啶的多孔共聚物材料，然后再将铱配位上去，制备得到新型负载型铱配合物催化剂。与一般的负载型催化剂相比，这种以化学键形式制备得到的非均相催化剂具有高稳定性，而有机骨架保证了与有机反应物的高亲和力。我们实验中发现，这种新的催化剂具有高的可见光催化活性，可以很方便的催化叔胺和马来酰亚胺的环加成反应合成四氢喹啉的产物，同时也可以催化腙的全氟烷基化反应。

主要技术指标

本发明的第二方面目的在于提供一种前述可见光催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)、将三氯化铱和苯基吡啶溶于二乙醇甲醚和蒸馏水的混合液中，加入搅拌子，通Ar保护，于120℃下加热回流，15h后，冷却，过滤，产品于60℃的真空干燥箱下干燥12h，得到中间体1； (2)、将乙烯吡啶，二乙烯苯和乙酸乙酯搅拌均匀，然后加入引发剂-偶氮二异丁腈，搅拌均匀后放入反应釜中，设定温度为100℃，反应48h后，抽滤，得具有不同吡啶含量的系列聚合物载体2(2a-2d)； (3)、将干燥好的金属铱催化剂和步骤(2)制备的高分子载体溶于乙二醇中，通Ar 保护，设置温度为150℃，回流2h，冷却后，抽滤得灰绿色固体粉末，于50℃真空干燥24h，得到非均相铱吡啶配合物可见光催化剂P(P1-P4)。

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