一种酸碱双性密胺泡绵的制备方法和应用

本发明属于绿色催化，涉及一种酸碱双性密胺泡绵催化“一锅”级联deacetalization-knoevenagel反应。

背景技术：

1、酸碱双功能催化技术是基于对传统催化剂的局限性认识和多种反应类型综合影响的理解而发展起来的。传统催化剂往往只具备酸性或碱性活性位点，无法同时满足多种反应过程中的酸碱双重功能需求。然而，在诸如酯化、裂解、氢化和醇缩等反应中，同时具备酸碱双功能的催化剂能够显著提高反应的选择性、活性和稳定性。因此，酸碱双功能催化技术的发展成为了解决这一挑战的重要途径。

2、这一技术的背景不仅在于对传统催化剂局限性的认识，也在于对催化反应多样性的理解。许多有机合成反应具有多种反应路径，涉及不同类型的活性位点。酸碱双功能催化剂能够同时适应这些不同的反应类型，提高反应的效率和选择性，从而广泛应用于有机合成、生物柴油生产等领域。

3、催化剂设计理念的不断发展也推动了酸碱双功能催化技术的进步。通过合理设计催化剂结构，如引入酸碱配对或制备具有特殊结构的催化剂，可以实现酸碱双功能的协同效应，进而提高催化活性和选择性。此外，随着实验技术的不断进步，如表面科学技术和催化剂设计方法的发展，人们对酸碱双功能催化技术的理解和应用也不断深化，为该技术的研究提供了更多可能性。

4、密胺泡绵具有本征阻燃性、耐高温性以及热稳定性。开孔式的三维网状结构使其具有良好的吸音性、隔热性、轻质性以及良好的二次加工性，常应用于车辆和轨道交通、航天国防、清洁行业、建筑等领域。然而密胺泡棉在酸碱双功能催化中的应用则非常少见。本发明以密胺泡绵为载体，制备了一系列密胺泡绵基酸碱双性催化剂，并将其应用于催化“一锅”级联deacetalization-knoevenagel反应。这种催化剂的制备方法非常简便，其催化效率极高，可以满足多种复杂的反应条件。

技术实现思路

1、针对密胺泡绵优异的物理化学性能和酸碱双性催化剂在有机合成中的优势，本发明提出了一种酸碱双性密胺泡绵的制备方法及催化“一锅”级联deacetalization-knoevenagel反应的应用；具体为一种制备过程简单、催化活性高、循环性能好的酸碱双性密胺泡绵催化“一锅”级联deacetalization-knoevenagel反应的方法，从而解决传统反应过程中现有小分子催化剂不可循环利用、污染环境和资源浪费等问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种酸碱双性密胺泡绵的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)密胺泡绵预处理：将密胺泡绵裁剪成1×1×1cm3的小块，然后先后放入不同溶剂中分别回流，冲洗干燥后得到的预处理密胺泡绵；

5、(2)制备酸碱双性密胺泡绵：将预处理密胺泡绵加入内酯的乙腈溶液中超声，然后加热并搅拌进行反应，反应完成后，取出并用乙醇和水清洗干净，烘干后得到酸碱双性密胺泡绵。

6、进一步，步骤(1)中，所述溶剂为乙醇、环己烷、蒸馏水、丙酮中的任意一种或几种；密胺泡绵与溶剂的质量体积比为1:50-1:100g/ml，回流时间为4-10h。

7、进一步，步骤(2)中，所述内酯为β-丙内酯或γ-丁内酯。

8、进一步，步骤(2)中，所述内酯的乙腈溶液浓度为0.5-1.5mol/l。

9、进一步，步骤(2)中，预处理密胺泡绵与内酯乙腈溶液的质量体积比为1:50-1:100g/ml，超声处理时间为10-50min。

10、进一步，步骤(2)中，加热到50-82℃并搅拌5-12h。

11、进一步，本发明制备方法制得的酸碱双性密胺泡绵催化剂在催化“一锅”级联deacetalization-knoevenagel反应中的应用。

12、与现有技术相比，本发明技术方案有益效果在于：

13、本发明制备了一种酸碱双性密胺泡绵并用于催化“一锅”级联deacetalization-knoevenagel反应，该催化剂制备过程简单、催化效果优异、易分离、循环性能好，有效解决了现有小分子催化剂不可循环利用、污染环境、成本高等问题。

技术特征：

1.一种酸碱双性密胺泡绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的酸碱双性密胺泡绵的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述溶剂为乙醇、环己烷、蒸馏水、丙酮中的任意一种或几种；密胺泡绵与溶剂的质量体积比为1:50-1:100g/ml，回流时间为4-10h。

3.根据权利要求1所述的酸碱双性密胺泡绵的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述内酯为β-丙内酯或γ-丁内酯。

4.根据权利要求1所述的酸碱双性密胺泡绵的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述内酯的乙腈溶液浓度为0.5-1.5mol/l。

5.根据权利要求1所述的酸碱双性密胺泡绵的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，预处理密胺泡绵与内酯乙腈溶液的质量体积比为1:50-1:100g/ml，超声处理时间为10-50min。

6.根据权利要求1所述的酸碱双性密胺泡绵的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，加热到50-82℃并搅拌5-12h。

7.权利求1-6任一项制备方法制得的酸碱双性密胺泡绵催化剂在催化“一锅”级联deacetalization-knoevenagel反应中的应用。

技术总结
本发明公开一种酸碱双性密胺泡绵的制备方法及其应用，属于绿色催化技术领域，包括如下步骤：首先将密胺泡绵用不同溶剂进行清洗，然后将清洗后的密胺泡绵与内酯反应得到酸碱双性泡绵催化剂。本发明的酸碱双性密胺泡绵用于催化“一锅”级联deacetalization‑Knoevenagel反应，该催化剂表现出了优异的催化活性，并具有制备简单、反应产率高、溶剂绿色、循环性能优异等优点。此外，该催化剂为固体多孔结构可直接应用于工业固定床催化，具有潜在的工业应用价值。

技术研发人员：李鹏宇,焦明立,李洋洋,王帅,李宁,陈永强,崔海涛,袁亚辉
受保护的技术使用者：中原工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23