固定二氧化碳的方法
2023-10-10 13:11:19 3
專利名稱：固定二氧化碳的方法
技術領域：
本發明屬於二氧化碳的固化技術領域，具體涉及一種通過二氧化碳與過渡金屬鋯中心配位來固定二氧化碳的方法。
背景技術：
一直以來，有關二氧化碳固定的報導不斷湧現。二氧化碳的固定是科學家們關注的熱點，將二氧化碳有效而且高效的轉化為可被人們廣泛利用的化合物是全球面對的課題，一方面可以緩解二氧化碳所帶來的溫室效應，另一方面變廢為寶，對於環境的保護，甚至人類的生存，都有至關重要的意義。利用二氧化碳作為有機合成的基本原料，其關鍵是二氧化碳的活化問題，不同的活化方式和活化態決定著可能被利用的反應路線。二氧化碳的活化方式主要有生物活化、配位活化、光化學輻射活化、電化學還原活化、熱解活化及化學還原活化等，其中二氧化碳與過渡金屬中心配位活化的研究主要集中在二氧化碳與過渡金屬配合物發生的插入反應，以二氧化碳插入到金屬-氫鍵、金屬-氧鍵、金屬-碳鍵和金屬-氮鍵的反應為主。由於金屬-氮鍵中的氮來源較複雜，既可以是游離胺，也可以是鍵合的胺，使其備受關注。現有研究成熟的固定二氧化碳的方法有烯丙基錫、金屬鋅含氮配合物等催化方法，二氧化碳插入到化合物中，形成碳-錫鍵、碳-鋅鍵，在它們的催化中需要金屬Pd做催化劑，這增加了工藝生產的成本，雖然這些方法已被廣泛接受，但是它們都原料昂貴、後處理麻煩、工業操作條件苛刻
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於克服上述現有技術存在的缺點，提供一種原料廉價易得、操作簡單、反應條件溫和的固定二氧化碳的方法。解決上述技術問題所採用的技術方案由下述步驟組成:1、製備2_ ( η5-環戍二稀基)-2，2_苯基乙基-1H-苯並咪唑在氬氣保護下、_70°C冷浴中，將2-甲基-1H-苯並咪唑完全溶解於乙醚中，以I
2滴/秒的速度滴加2.4mol/L的正丁基鋰己烷溶液，_40°C攪拌2小時，加入6,6- 二苯基富烯，正丁基鋰與2-甲基-1H-苯並咪唑、6，6-二苯基富烯的摩爾比為1:1: 1，撤去冷浴，室溫攪拌12小時，停止通氬氣，用0.5mol/L的HCl水溶液調節pH值至3，過濾，將濾液加入CH2Cl2與水的體積比為1: 5 10的混合液中，用質量分數為10%的NaOH水溶液調節PH值至8，分液，旋轉蒸發蒸除有機相，產物用乙醚重結晶，製備成2- ( η5-環戊二烯基)-2，2-苯基乙基-1H-苯並咪唑。上述的2.4mol/L的正丁基鋰己烷溶液、2-甲基_1Η_苯並咪唑、6，6_ 二苯基富烯由梯希愛上海化成工業發展有限公司提供。2、製備[2_ ( η5-環戍二稀基)-2，2_苯基乙基-1H-苯並咪唑]-二(二乙胺基)鋯
在IS氣保護下，將步驟(I)製備的2- ( η5-環戍二稀基)-2，2-苯基乙基-1H-苯並咪唑、四(二乙胺基)鋯完全溶解於甲苯中，2- ( η5-環戊二烯基)-2，2-苯基乙基-1H-苯並咪唑與四(二乙胺基)鋯的摩爾比為1: 1，80°C攪拌反應7小時，靜置、過濾，濾液在真空條件下除去甲苯，剩餘油狀物用乙醚純化，固體用乙醚重結晶，製備成[2- ( η5-環戊二烯基)-2，2-苯基乙基-1H-苯並咪唑]-二(二乙胺基)鋯。上述四(二乙胺基)鋯為自製原料，其具體製備方法為:在氬氣保護、-10°C下，將30mL 二乙胺滴加到81mLl.6mmol/mL正丁基鋰的正己烷溶液中，二乙胺與正丁基鋰的摩爾比1: 1，-10°C攪拌反應30分鐘，氬氣保護下室溫過濾，用乙醚洗滌，產物真空乾燥，得到二乙胺基鋰；在氬氣保護下，將10.1g 二乙胺基鋰、4.0g四氯化鋯加入IOOmL甲苯中，室溫攪拌反應12小時，200Pa減壓蒸餾，收集110 112°C的餾分，製備成四(二乙胺基)鋯。3、固定二氧化碳在IS氣保護下，將步驟(2)製備的[2_ ( η 5_環戍二稀基)_2，2_苯基乙基-1H-苯並咪唑]-二(二乙胺基)鋯、三(五氟苯基)硼烷完全溶解於甲苯中，[2- (η5-環戊二烯基)-2，2-苯基乙基-1H-苯並咪唑]-二(二乙胺基)鋯與三(五氟苯基)硼烷的摩爾比為I: 0.5 2，10 40°C反應0.5 2小時，通入二氧化碳氣體，靜置2 5小時，製備成式I所示的晶體化合物.
權利要求
1.一種固定二氧化碳的方法，其特徵在於它由下述步驟組成: (1)製備2-( η5-環戊二烯基)-2,2-苯基乙基-1H-苯並咪唑 在氬氣保護下、_70°C冷浴中，將2-甲基-1H-苯並咪唑完全溶解於乙醚中，以I 2滴/秒的速度滴加2.4mol/L的正丁基鋰己烷溶液，_40°C攪拌2小時，加入6,6- 二苯基富烯，正丁基鋰與2-甲基-1H-苯並咪唑、6，6-二苯基富烯的摩爾比為1:1: 1，撤去冷浴，室溫攪拌12小時，停止通氬氣，用0.5mol/L的HCl水溶液調節pH值至3，過濾，將濾液加入012(:12與水的體積比為1: 5 10的混合液中，用質量分數為10%的NaOH水溶液調節pH值至8，分液，旋轉蒸發蒸除有機相，產物用乙醚重結晶，製備成2-( n5-環戊二烯基)_2，2-苯基乙基-1H-苯並咪唑； (2)製備[2-(η5-環戍二烯基)-2，2-苯基乙基-1H-苯並咪唑]-二( 二乙胺基)錯 在IS氣保護下，將步驟(I)製備的2- ( η5-環戍二烯基)-2，2-苯基乙基-1H-苯並咪唑、四(二乙胺基)鋯完全溶解於甲苯中，2- ( n5-環戊二烯基)-2，2-苯基乙基-1H-苯並咪唑與四(二乙胺基)鋯的摩爾比為1: 1，80°C攪拌反應7小時，靜置、過濾，濾液在真空條件下除去甲苯，剩餘油狀物用乙醚純化，固 體用乙醚重結晶，製備成[2- ( η5-環戊二烯基)-2，2-苯基乙基-1H-苯並咪唑]-二(二乙胺基)鋯； (3)固定二氧化碳 在IS氣保護下，將步驟(2)製備的[2- ( η5-環戍二烯基)-2，2-苯基乙基-1H-苯並咪唑]-二(二乙胺基)鋯、三(五氟苯基)硼烷完全溶解於甲苯中，[2- ( η5-環戊二烯基)-2，2-苯基乙基-1H-苯並咪唑]-二(二乙胺基)鋯與三(五氟苯基)硼烷的摩爾比為I: 0.5 2，10 40°C反應0.5 2小時，通入二氧化碳氣體，靜置2 5小時，製備成式I所示的晶體化合物
2.根據權利要求1所述的固定二氧化碳的方法，其特徵在於:所述的固定二氧化碳步驟(3)中,在気氣保護下,將步驟(2)製備的[2_ ( η 5-環戍二稀基)_2，2_苯基乙基-1H-苯並咪唑]-二(二乙胺基)鋯、三(五氟苯基)硼烷完全溶解於甲苯中，[2- (η5-環戊二烯基)-2，2-苯基乙基-1H-苯並咪唑]-二(二乙胺基)鋯與三(五氟苯基)硼烷的摩爾比為1: 1, 30°C反應0.5小時,通入二氧化碳氣體,靜置2 5小時,製備成式I所示的晶體化合物。
全文摘要
一種固定二氧化碳的方法，將2-甲基-1H-苯並咪唑與6，6-二苯基富烯反應形成配體，再使四(二乙胺基)鋯與配體反應形成鋯金屬配合物，鋯金屬配合物與三(五氟苯基)硼烷10～40℃反應0.5～2小時後，通入二氧化碳氣體，二氧化碳插入到鋯-氮鍵中形成碳-鋯鍵，從而使二氧化碳得到固定。本發明所用原料廉價易得，反應條件溫和，後處理簡單，能夠有效的將二氧化碳從廢氣中轉化到有用的場所，二氧化碳的轉化率最高可達到96.2%。
文檔編號C01B31/20GK103159800SQ20131011646
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月3日 優先權日2013年4月3日
發明者聶萬麗, 鮑爾佐夫·馬克西姆, 卓飛, 馬兵鋒, 張九齡 申請人:西北大學