一种十核3d-4f超分子纳米笼材料在催化三组分Strecker反应中的应用

本发明涉及均相催化，尤其涉及一种十核3d-4f超分子纳米笼材料在催化三组分strecker反应中的应用。

背景技术：

1、在各种lewis酸催化的有机转化中，三组分strecker反应是一种重要的c-n键形成反应，其产物α-氨基腈是有机合成中有价值且用途广泛的合成子，是药物化学和药理学中优越的支架。传统上，非均相lewis酸催化剂被用于催化strecker反应，但它们通常面临着活性丧失和效率低下的关键挑战。金属有机笼可以形成一个特殊的空腔，加速strecker反应，产生不同寻常的选择性。遗憾的是，到目前为止报道的很少，设计和合成金属-超分子纳米笼有很大的意义，它将显著提高催化效率。

2、因此，如何开发一种具有高催化活性的十核3d-4f超分子纳米笼材料作为人工模拟酶促进多组分催化活性成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的为提供一种十核3d-4f超分子纳米笼材料在催化三组分strecker反应中的应用，以解决现有的被用于催化strecker反应的非均相lewis酸催化剂存在催化效率低，催化反应时间长，催化剂的催化活性组分负载量高，且催化过程中易失活的问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供了一种十核3d-4f超分子纳米笼材料在催化三组分strecker反应中的应用，包括如下步骤：

4、将十核3d-4f超分子纳米笼材料、氨基化合物、醛基化合物、三甲基硅氰和溶剂混合后进行反应，得到目标产物，即完成strecker反应。

5、作为优选，所述氨基化合物包括苯胺、对氯苯胺、对氟苯胺、间氟苯胺、对甲苯胺、对叔丁基苯胺、间甲苯胺、对氨基苯乙醚、间叔丁基苯胺、对硝基苯胺和1-萘胺中的一种。

6、作为优选，所述醛基化合物包括苯甲醛、对氯苯甲醛、对氟苯甲醛、间氟苯甲醛、对甲基苯甲醛、对叔丁基苯甲醛、间甲基苯甲醛、4-乙氧基苯甲醛、对硝基苯甲醛和1-萘醛中的一种。

7、作为优选，所述溶剂包括甲醇。

8、作为优选，所述氨基化合物、醛基化合物、三甲基硅氰和溶剂的摩尔体积比为1mmol：1～1.2mmol：1～1.2mmol：4～6ml。

9、作为优选，所述十核3d-4f超分子纳米笼材料的用量为氨基化合物、醛基化合物和三甲基硅氰总用量的0.2～1mol％。

10、作为优选，所述反应的温度为20～30℃，反应的时间为3～24h。

11、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明有益效果如下：

12、(1)本发明所使用的十核3d-4f超分子纳米笼材料，具有定义明确的几何结构，大的窗口有利于底物、产物分子的进出，丰富的路易斯酸位点加速了底物的传化并具有出的的稳定性。与其它均相催化剂相比，该十核3d-4f超分子纳米笼材料制备方法简单，产率高，可实现工业化制备；在溶液中结构稳定，以分子笼的形式存在，可以实现均相催化三组分strecker反应。

13、(2)所述十核3d-4f超分子纳米笼材料在催化三组分strecker反应中的应用过程中，操作步骤简单，催化活性高，所需反应条件温和，总反应时间较短，可实现目标产物的工业化生产。

技术特征：

1.一种十核3d-4f超分子纳米笼材料在催化三组分strecker反应中的应用，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述十核3d-4f超分子纳米笼材料在催化三组分strecker反应中的应用，其特征在于，所述氨基化合物包括苯胺、对氯苯胺、对氟苯胺、间氟苯胺、对甲苯胺、对叔丁基苯胺、间甲苯胺、对氨基苯乙醚、间叔丁基苯胺、对硝基苯胺和1-萘胺中的一种。

3.根据权利要求2所述十核3d-4f超分子纳米笼材料在催化三组分strecker反应中的应用，其特征在于，所述醛基化合物包括苯甲醛、对氯苯甲醛、对氟苯甲醛、间氟苯甲醛、对甲基苯甲醛、对叔丁基苯甲醛、间甲基苯甲醛、4-乙氧基苯甲醛、对硝基苯甲醛和1-萘醛中的一种。

4.根据权利要求1～3任一项所述十核3d-4f超分子纳米笼材料在催化三组分strecker反应中的应用，其特征在于，所述溶剂包括甲醇。

5.根据权利要求4所述十核3d-4f超分子纳米笼材料在催化三组分strecker反应中的应用，其特征在于，所述氨基化合物、醛基化合物、三甲基硅氰和溶剂的摩尔体积比为1mmol：1～1.2mmol：1～1.2mmol：4～6ml。

6.根据权利要求5所述十核3d-4f超分子纳米笼材料在催化三组分strecker反应中的应用，其特征在于，所述十核3d-4f超分子纳米笼材料的用量为氨基化合物、醛基化合物和三甲基硅氰总用量的0.2～1mol％。

7.根据权利要求5或6所述十核3d-4f超分子纳米笼材料在催化三组分strecker反应中的应用，其特征在于，所述反应的温度为20～30℃，反应的时间为3～24h。

技术总结
本发明属于均相催化技术领域，本发明公开了一种十核3d‑4f超分子纳米笼材料在催化三组分Strecker反应中的应用。本发明利用一种十核3d‑4f超分子纳米笼材料作为纳米反应器通过三组分Strecker反应实现合成具有生物活性的药物前体。该方法步骤操作简单，可实现工业化制备，所制备的十核3d‑4f超分子纳米笼材料在催化三组分Strecker反应中具有很高的催化活性、催化稳定性和催化效率。

技术研发人员：唐晓亮,李景哲,陈小芬,董凡,刘伟生
受保护的技术使用者：兰州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17