一种戊巴比妥镍钯杂化材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种戊巴比妥镍钯杂化材料及其制备方法，本发明中将一定量的金属盐溶液加入到含有戊巴比妥的有机配体中，加入少量的葡萄糖，在一定温度下搅拌20～40分钟，经加热蒸发浓缩产生沉淀，离心分离，洗涤，干燥制得相应的戊巴比妥镍钯杂化材料，制备过程简单，成本低，适合大量生产；通过控制反应物的用量和反应时间，实现戊巴比妥镍钯杂化材料形貌的有效调控。制备的戊巴比妥镍钯杂化材料是一种含有镍、钯的功能化的杂化材料，性能稳定，可用于催化C?C键偶联反应，催化效率高，产率可达90％以上。因此该戊巴比妥镍钯杂化材料在催化领域具有广阔的应用前景。
【专利说明】
一种戊巴比妥镍钯杂化材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于杂化材料催化领域，具体涉及到一种用于催化反应的戊巴比妥镍钯杂 化材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 杂化材料通常是将无机金属离子与有机功能配体进行反应，形成不同形貌的有 机-无机杂化材料。通过技术手段将杂化材料制备成纳米材料，有利于提高材料的物理化学 性能。广义地说，纳米材料是指其中任意一维的尺度小于IOOnm的晶体、非晶体、准晶体以及 界面层结构的材料。纳米例子具有明显不同于传统体相物质的特殊性质，这主要表现在纳 米颗粒具有小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等。由于纳米颗粒具 有上述四种效应，这使它呈现许多新颖的物理、化学性质。纳米材料因其丈比热容、高硬度、 大比表面积和多活性位点等特性成为理想的催化剂材料。纳米微粒由于尺寸小，表面原子 所占的百分数大，从而增加了化学反应的接触面。表面的键态和电子态与颗粒内部不同.表 面原子配位不全等导致表面的活性位置增加，这就使它的催化活性大大提高。
[0003] 近几十年来，过渡金属催化的交叉偶联反应一直是有机化学的研究热点，也是构 建碳碳和碳杂键最为有效的方法之一，如Suzuki反应、Heck反应、N-芳基化反应等。但是，这 些传统的偶联反应的应用依然受限于稀有的贵金属催化剂(例如金、铑、钌）、难以修饰的配 体或者较为苛刻的无水无氧反应条件等因素，因此，发展其他廉价、简单、高效的催化体系 就成为了有机化学家的研究重点之一。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种制备过程简单且 成本低的可作为高效催化剂的戊巴比妥镍钯杂化材料及其制备方法。
[0005] 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种可作为高效催化剂的戊巴 比妥镍钯杂化材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006] 将戊巴比妥钠溶于适量的蒸馏水中，室温搅拌15分钟，制备成有机配体水溶液；
[0007] 将镍盐溶于蒸馏水中，室温搅拌15分钟，制备成镍盐水溶液；
[0008] 将钯盐溶于适量的氯化钠稀溶液中（氯化钠含量为0.01mm〇l/mL)，室温搅拌15分 钟，制备成钯盐水溶液；
[0009] 将钯盐和镍盐水溶液快速加入到所述有机配体水溶液中，其中镍离子、钯离子与 有机配体的物质的量之比约为1:0.1:2~1:0.1:4,加入1 %的葡萄糖(相比于镍物质的量）， 在室温下搅拌20~40分钟后，沸煮蒸发浓缩产生大量沉淀，冷却至室温离心分离，用去离子 水和乙醇洗涤所述沉淀物，干燥，即获得所述戊巴比妥镍钯杂化材料。
[0010] 优选地，所述镍盐为醋酸镍、硝酸镍中的任意一种；
[0011]优选地，所述钯盐为氯化钯、醋酸钯中的任意一种；
[0012] 优选地，所述有机配体为戊巴比妥钠，名称为5-乙基-5-(1-甲基丁基)-2,4,6_三 氧代六氢啼啶钠盐，其分子式为CiiHi7〇3N2Na，结构式为：
[0013]
[0014]本发明还提供一种戊巴比妥镍钯杂化材料，根据所述的戊巴比妥镍钯杂化材料的 制备方法制备得到，所述戊巴比妥镍钯杂化材料的形貌为薄片状。
[0015] 优选地，所述戊巴比妥镍钯杂化材料作为高效催化剂，用于催化碳-碳键偶联反 应。
[0016] 与现有技术相比，本发明的优点如下：
[0017] (1)所述有机配体戊巴比妥具有不对称的独特结构，可以使镍钯离子在不同方向 进行配位，形成的戊巴比妥镍钯杂化材料为薄片状，性能稳定，在催化碳-碳键偶联反应中， 显不$父尚的反应活性，广率达90%以上。
[0018] (2)所述戊巴比妥镍钯杂化材料在制备过程中加入少量的葡萄糖，葡萄糖具有还 原性，能将部分Pd(II)离子还原成零价的钯，有利于改善杂化材料的催化活性。
[0019] (3)所述戊巴比妥镍钯杂化材料的制备过程简单，成本低，适合大量生产。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明戊巴比妥镍钯杂化材料的扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0021] 以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
[0022] 实施例1:
[0023]将2.Ommol戊巴比妥钠配体溶于IOmL蒸馏水中，室温搅拌15分钟，制备成有机配体 水溶液；将1.0 mmol醋酸镍溶于IOmL蒸馏水中，室温搅拌15分钟，制备成镍盐水溶液；将 0.1 mmol氯化钯溶于5mL的氯化钠稀溶液中（氯化钠含量为0.01mmol/mL)，室温搅拌15分钟， 制备成钯盐水溶液；将钯盐和镍盐水溶液快速加入到所述有机配体水溶液中，加入 0.0 lmmol的葡萄糖，在室温下搅拌20分钟后，沸煮蒸发浓缩产生大量沉淀，冷却至室温离心 分离，用去离子水和乙醇洗涤所述沉淀物，干燥，即获得所述戊巴比妥镍钯杂化材料。扫描 电镜观察所述杂化材料的形貌，如图1所示。
[0024] 实施例2:
[0025]将4.Ommol的戊巴比妥钠配体溶于20mL蒸馏水中，室温搅拌15分钟，制备成有机配 体水溶液;将1.0 mmol的硝酸镍溶于IOmL蒸馏水中，室温搅拌15分钟，制备成镍盐水溶液;将 0.1 mmo 1的氯化钯溶于5mL的氯化钠稀溶液中（氯化钠含量为0.0 Immo I/mL)，室温搅拌15分 钟，制备成钯盐水溶液；将钯盐和镍盐水溶液快速加入到所述有机配体水溶液中，加入 0.0 lmmol的葡萄糖，在室温下搅拌40分钟后，沸煮蒸发浓缩产生大量沉淀，冷却至室温离心 分离，用去离子水和乙醇洗涤所述沉淀物，干燥，即获得所述戊巴比妥镍钯杂化材料。用扫 描电镜观察所述杂化材料的形貌。
[0026] 实施例3:
[0027]将3. Ommo 1的戊巴比妥钠配体溶于15mL蒸馏水中，室温搅拌15分钟，制备成有机配 体水溶液;将1.0 mmol的醋酸镍溶于IOmL蒸馏水中，室温搅拌15分钟，制备成镍盐水溶液;将 0 · Immo 1的醋酸钯溶于5mL的氯化钠稀溶液中（氯化钠含量为0 · 0 Immo 1/mL)，室温搅拌15分 钟，制备成钯盐水溶液；将钯盐和镍盐水溶液快速加入到所述有机配体水溶液中，加入 0.0 lmmol的葡萄糖，在室温下搅拌30分钟后，沸煮蒸发浓缩产生大量沉淀，冷却至室温离心 分离，用去离子水和乙醇洗涤所述沉淀物，干燥，即获得所述戊巴比妥镍钯杂化材料。用扫 描电镜观察所述杂化材料的形貌。
[0028]以上述实施例1，实施例2和实施例3制备的戊巴比妥镍钯杂化材料为例，进行催化 反应：
[0029] 使用上述实施例1制备的戊巴比妥镍钯杂化材料作为催化剂进行催化反应，反应 条件为:将1 · Ommol的碘代苯乙醚、1 · 2mmol的4-甲基苯硼酸和3 · Ommol的K2⑶3，在空气氛 围中于H20/Et0H混合溶剂中反应，该混合溶剂由3mL水和4mL乙醇(EtOH)组成，反应温度为 90°C，反应时间为IOh，采用柱色谱法分离产物，产率为96%。反应方程式如下：
[0030]
[0031] 使用上述实施例2制备的戊巴比妥镍钯杂化材料作为催化剂进行催化反应，反应 条件为：将1 · Ommol的4-溴代苯腈、1 · 2mmol的苯硼酸和3 · Ommol的K2⑶3，在空气氛围中于 H20/Et0H混合溶剂中反应，该混合溶剂由3mL水和4mL乙醇(EtOH)组成，反应温度为90°C，反 应时间为IOh,采用梓色i普法分离产物，产率为91 %。15应方稈式如下：
[0032]
[0033] 使用上述实施例3制备的戊巴比妥镍钯杂化材料作为催化剂进行催化反应，反应 条件为:将1.0 mmol的4_溴代三氟甲苯、1.2mmol的苯硼酸和3 .Ommol的K2CO3,在空气氛围中 于H20/Et0H混合溶剂中反应，该混合溶剂由3mL水和4mL乙醇(EtOH)组成，反应温度为90°C， 反应时间为l〇h，采用柱色谱法分离产物，产率为98%。反应方程式如下：
[0034]
【主权项】
1. 一种戊巴比妥镍钯杂化材料的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤： 将戊巴比妥钠溶于适量的蒸馏水中，室温搅拌15分钟，制备成有机配体水溶液； 将镍盐溶于蒸馏水中，室温搅拌15分钟，制备成镍盐水溶液； 将钯盐溶于适量的氯化钠稀溶液中（氯化钠含量为0.0 lmmol/mL)，室温搅拌15分钟，制 备成钯盐水溶液； 将钯盐和镍盐水溶液快速加入到所述有机配体水溶液中，其中镍离子、钯离子与有机 配体的物质的量之比约为1:0.1:2~1:0.1:4,加入镍物质的量的1 %的葡萄糖，在室温下搅 拌20~40分钟后，沸煮蒸发浓缩产生大量沉淀，冷却至室温离心分离，用去离子水和乙醇洗 涤所述沉淀物，干燥，即获得所述戊巴比妥镍钯杂化材料； 所述镍盐为醋酸镍、硝酸镍中的任意一种； 所述钯盐为氯化钯、醋酸钯中的任意一种； 所述有机配体为戊巴比妥钠，名称为5-乙基-5-(1-甲基丁基)-2,4,6_三氧代六氢嘧啶 钠盐，其分子式为CiiHnCbfeNa。2. -种戊巴比妥镍钯杂化材料，其特征在于，根据权利要求1中所述的戊巴比妥镍钯杂 化材料的制备方法制备得到，所述戊巴比妥镍钯杂化材料的形貌为薄片状。3. -种如权利要求2所述的戊巴比妥镍钯杂化材料，其特征在于，所述戊巴比妥镍钯杂 化材料作为高效催化剂，用于催化碳-碳键偶联反应。
【文档编号】C07F15/04GK105859796SQ201610281046
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】何子莹, 李星, 赵亚云
【申请人】宁波大学