有机化合物、分子筛及其制备方法与应用与流程

本申请涉及有机合成，特别是涉及一种有机化合物、分子筛及其制备方法与应用。

背景技术：

1、自1983年taramasso 等人首次成功合成出了钛硅分子筛(ts-1)后，ts-1在催化领域受到了广泛关注。ts-1作为一种氧化还原催化剂，与h2o2组成的催化氧化体系在化工合成和绿色化学领域具有广阔的应用前景，特别是在烯烃环氧化、烷烃的部分氧化、醇类氧化、酮肟化、苯酚及苯的羟基化等催化氧化反应中得到了广泛的应用。

2、传统的在制备ts-1分子筛的过程中常用到四丙级氢氧化铵作为结构模板剂，但通过该制备方法制得的ts-1分子筛还必须经过改性处理才能获得较好的微观孔道结构，否则其催化寿命与催化活性很难达到工业上的需求，且其价格昂贵，难以回收再利用，这使得ts-1分子筛的合成成本大大上升，使ts-1的应用前景受到了很大的限制。

3、因此，传统技术仍有待改进。

技术实现思路

1、基于此，本申请提供了一种有机化合物、分子筛及其制备方法与应用，该有机化合物能完善分子筛的微观孔道结构，提高其催化活性和寿命。

2、本申请的技术方案如下。

3、本申请的第一方面，提供了一种有机化合物，所述有机化合物的结构如式(1)所示：

4、

5、其中，r1选自氢或碳原子数为1~5的链烷基；

6、r2相同地选自碳原子数为1~5的链烷基；l选自碳原子数为1~5的链烷烃亚基；

7、代表成环原子数为4~10的含氮杂环。

8、上述特定结构的有机物作为结构模板剂在制备分子筛时，能在晶化过程中直接促进构建并完善孔道结构，研究发现是由于：上述特定结构的有机物中的含氮的烷烃结构部分，即l-n(r2)2结构部分会作为结构导向基团参与到分子筛的晶化过程中，与此同时含氮杂环结构部分则作为一种有机碱，对分子筛的结构进行刻蚀起到孔道刻蚀作用，直接在分子筛内部构建并完善孔道结构，从而提高分子筛的催化活性和寿命。

9、进一步地，上述特定结构的有机物作为结构模板剂可直接在晶化过程中促进构建并完善孔道结构，即使在不进行进一步改性的情况下，也能获得催化活性较高的分子筛，大大降低了分子筛的制备周期与合成成本，有利于其在工业上的进一步利用。

10、在其中一些实施例中，所述有机化合物满足如下(1)~(5)中至少一个条件：

11、(1)r1选自氢或碳原子数为2~3的直链烷基;

12、(2)各r2相同地选自碳原子数为2~4的直链烷基;

13、(3)l选自碳原子数为2~4的直链烷烃亚基；

14、(4)一分子所述含氮杂环含有的氮原子个数为1~3；

15、(5)l含有的碳原子数与r2含有的碳原子数相同。

16、在其中一些实施例中，所述有机化合物包括如下式(1-1)~(1-6)所示化合物中的至少一种：

17、

18、。

19、本申请的第二方面，还提供第一方面的有机化合物的制备方法，包括如下步骤：

20、将化合物(a)与化合物(b)进行取代反应，制备中间体(c)；

21、将氢气、所述中间体(c)与化合物(d)进行加成反应，制备式(1)所示有机化合物；

22、所述化合物(a)、所述化合物(b)、所述中间体(c)与所述化合物(d)的结构如下：

23、。

24、在其中一些实施例中，所述制备方法满足如下(1)~(5)中的至少一个条件：

25、(1)所述加成反应的温度为60℃~80℃；

26、(2)所述化合物(d)与所述中间体(c)的摩尔比为(3~6):1；

27、(3)所述氢气的气压为1.5atm~2.5atm；

28、(4)所述加成反应在加成催化剂的作用下进行；所述加成催化剂的质量为所述中间体(c)的质量的2.5%~5%；所述加成催化剂包括pd/c和rh/c中的至少一种；

29、(5)在所述制备式(1)所示有机化合物的过程中，还包括如下步骤：

30、将所述加成反应的产物进行固液分离，取液体进行色谱分离，得到所述有机化合物；

31、所述色谱分离的步骤采用的淋洗液包括乙酸乙酯和石油醚，所述乙酸乙酯和所述石油醚的体积比为1:(1-5)。

32、在其中一些实施例中，所述取代反应满足如下(1)~(3)中至少一个条件：

33、(1)所述取代反应的温度为20℃~30℃；

34、(2)所述化合物(a)和所述化合物(b)的摩尔比为1:(1~3)；

35、(3)所述取代反应在亲核反应催化剂的作用进行；所述亲核反应催化剂的质量为所述化合物(a)的质量的1%~5%；所述亲核反应催化剂包括三氯化铝。

36、本申请的第三方面，提供第一方面的有机化合物作为结构模板剂的应用。

37、本申请的第四方面，提供一种分子筛的制备方法，包括如下步骤：

38、将正硅酸烷基酯、钛酸烷基酯和结构模板剂在水中进行脱醇处理，制备脱醇产物；所述结构模板剂包括如权利要求1~4任一项所述的有机化合物；

39、将所述脱醇产物依次进行晶化处理和烧结处理，制备分子筛。

40、在其中一些实施例中，所述制备方法满足如下(1)~(4)中至少一个条件：

41、(1)所述正硅酸烷基酯、所述钛酸烷基酯和所述结构模板剂的摩尔比为1:(0.015~0.045):(0.15~0.51)；

42、(2)所述脱醇处理的温度为50℃~90℃；

43、(3)所述晶化处理的温度为150℃~220℃；

44、(4)所述烧结处理的温度为500℃~650℃。

45、本申请的第五方面，提供一种分子筛，所述分子筛采用第四方面的分子筛的制备方法制得。

技术特征：

1.一种有机化合物，其特征在于，所述有机化合物的结构如式(1)所示：

2.如权利要求1所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物满足如下(1)~(5)中至少一个条件：

3.如权利要求1~2任一项所述的有机化合物，其特征在于，所述有机化合物包括如下式(1-1)~(1-6)所示化合物中的至少一种：

4.如权利要求1~3任一项所述的有机化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.如权利要求4所述的有机化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足如下(1)~(5)中的至少一个条件：

6.如权利要求4~5任一项所述的有机化合物的制备方法，其特征在于，所述取代反应满足如下(1)~(3)中至少一个条件：

7.如权利要求1~3任一项所述的有机化合物作为结构模板剂的应用。

8.一种分子筛的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.如权利要求8所述的分子筛的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足如下(1)~(4)中至少一个条件：

10.一种分子筛，其特征在于，所述分子筛采用如权利要求8~9任一项所述的分子筛的制备方法制得。

技术总结
本申请提供一种有机化合物、分子筛及其制备方法与应用，所述有机化合物的结构如式(1)所示：其中，R<subgt;1</subgt;选自氢或碳原子数为1~5的链烷基；R<subgt;2</subgt;相同地选自碳原子数为1~5的链烷基；L选自碳原子数为1~5的链烷烃亚基；代表成环原子数为4~10的含氮杂环。该有机物作为结构模板剂在制备分子筛时，能提高分子筛的催化活性和寿命。

技术研发人员：蒋旭,丁克鸿,王根林,邓生财,史晓波
受保护的技术使用者：江苏扬农化工集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27