CN109174109A - 制备尿囊素衍生物咪唑烷基脲的催化剂及其制备方法 - Google Patents

制备尿囊素衍生物咪唑烷基脲的催化剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制备尿囊素衍生物咪唑烷基脲的催化剂及其制备方法，该制备方法包括：1）将钴盐、可溶性钼酸盐、纳米氧化锌、尿素、淀粉在水中进行超声震荡以形成混合体系；2）将混合体系进行水热反应，然后过滤、干燥以得到水热产物；3）将水热产物在保护气的存在下进行煅烧以制得催化剂。该催化剂对于囊素衍生物咪唑烷基脲的制备具有优异的催化效果，同时该制备方法具有工序简单和原料易得的优点。

Description

制备尿囊素衍生物咪唑烷基脲的催化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及催化剂，具体地，涉及一种制备尿囊素衍生物咪唑烷基脲的催化剂及其制备方法。
背景技术
咪唑烷基脲是尿囊素衍生物，可用于乳霜、香波、露液、调理剂等产品，可单独使用，也可与尼泊金酯类、IPBC等配合使用，增强其防腐效果。
目前，咪唑烷基脲的制备主要有二氯乙酸法、三氯乙醛法、顺丁希尔臭氧化法、草酸电解还原法、乙醛氧化法；这几种制备方法中均设置环化反应和羟甲基化反应，环化反应和羟甲基化反应的进行需借助催化剂进行催化，但是现有的催化剂普遍存在催化效果不理想的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备尿囊素衍生物咪唑烷基脲的催化剂及其制备方法，该催化剂对于囊素衍生物咪唑烷基脲的制备具有优异的催化效果，同时该制备方法具有工序简单和原料易得的优点。
为了实现上述目的，本发明提供了一种制备尿囊素衍生物咪唑烷基脲的催化剂的制备方法，包括：
1）将钴盐、可溶性钼酸盐、纳米氧化锌、尿素、淀粉在水中进行超声震荡以形成混合体系；
2）将混合体系进行水热反应，然后过滤、干燥以得到水热产物；
3）将水热产物在保护气的存在下进行煅烧以制得催化剂。
本发明还提供了一种制备尿囊素衍生物咪唑烷基脲的催化剂，该备尿囊素衍生物咪唑烷基脲的催化剂通过上述的制备方法制备而得。
在上述技术方案中，本发明首先通过钴盐、可溶性钼酸盐、纳米氧化锌、尿素、淀粉在超声震荡和水热反应下制得钼酸钴/纳米氧化锌/淀粉的复合材料；然后进行煅烧使得淀粉进行碳化，同时淀粉起到模板的作用制得钼酸钴/纳米氧化锌/碳的复合催化剂。该催化剂对于囊素衍生物咪唑烷基脲的制备具有优异的催化效果，同时该制备方法具有工序简单和原料易得的优点。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种制备尿囊素衍生物咪唑烷基脲的催化剂的制备方法，包括：
1）将钴盐、可溶性钼酸盐、纳米氧化锌、尿素、淀粉在水中进行超声震荡以形成混合体系；
2）将混合体系进行水热反应，然后过滤、干燥以得到水热产物；
3）将水热产物在保护气的存在下进行煅烧以制得催化剂。
在本发明的步骤1）中，各物料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高催化剂的催化效果，优选地，在步骤1）中，钴盐、可溶性钼酸盐、纳米氧化锌、尿素、淀粉的用量比为1mmol：1-1.2mmol：0.05-0.12mmol：2-3mmol：50-80mg。
在本发明的步骤1）中，水的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高催化剂的催化效果，优选地，在步骤1）中，钴盐、水的用量比为1mmol：150-300mL。
在本发明的步骤1）中，超声震荡的条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高催化剂的催化效果，优选地，在步骤1）中，超声震荡满足以下条件：超声频率为20-30KHz，震荡时间为30-40min。
在本发明的步骤1）中，钴盐、钼酸盐的种类可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高催化剂的催化效果，优选地，在步骤1）中，钴盐选自硬脂酸钴、二氯化钴、硝酸钴中的至少一者；可溶性钼酸盐钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾中的至少一者。
在本发明的步骤2）中，氧化锌的平均粒径可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高催化剂的催化效果，优选地，在步骤1）中，纳米氧化锌的平均粒径为15-25nm。
在本发明的步骤2）中，水热反应的条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高催化剂的催化效果，优选地，在步骤2）中，水热反应满足以下条件：反应温度为160-180℃，反应时间为8-10h。
在本发明的步骤2）中，干燥的条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高催化剂的催化效果，优选地，在步骤2）中，干燥满足以下条件：干燥温度为100-110℃，干燥时间为4-6h。
在本发明的步骤3）中，煅烧的条件可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高催化剂的催化效果，优选地，在步骤3）中，煅烧满足以下条件：先于200-220℃下保温1-2h，接着以0.8-1.2℃/h的速率升温至280-300℃并保温1-2h，最后自然冷却。
本发明还提供了一种制备尿囊素衍生物咪唑烷基脲的催化剂，该备尿囊素衍生物咪唑烷基脲的催化剂通过上述的制备方法制备而得。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
1）将钴盐（硬脂酸钴）、可溶性钼酸盐（钼酸钠）、纳米氧化锌（平均粒径为20nm）、尿素、淀粉、水按照1mmol：1.1mmol：0.09mmol：2.5mmol：70mg：200mL的用量比进行超声震荡（超声频率为25KHz，震荡时间为35min）以形成混合体系；
2）将混合体系于反应釜中进行水热反应（反应温度为170℃，反应时间为9h），然后过滤、干燥（干燥温度为105℃，干燥时间为5h）以得到水热产物；
3）将水热产物在保护气的存在下，先于210℃下保温1.5h，接着以1℃/h的速率升温至290℃并保温1.5h，最后自然冷却以制得催化剂A1。
实施例2
1）将钴盐（二氯化钴）、可溶性钼酸盐（钼酸铵）、纳米氧化锌（平均粒径为20nm）、尿素、淀粉、水按照1mmol：1mmol：0.05mmol：2mmol：50mg：150mL的用量比进行超声震荡（超声频率为20KHz，震荡时间为40min）以形成混合体系；
2）将混合体系于反应釜中进行水热反应（反应温度为160℃，反应时间为10h），然后过滤、干燥（干燥温度为100℃，干燥时间为6h）以得到水热产物；
3）将水热产物在保护气的存在下，先于200℃下保温2h，接着以0.8℃/h的速率升温至280℃并保温2h，最后自然冷却以制得催化剂A2。
实施例3
1）将钴盐（硝酸钴）、可溶性钼酸盐（钼酸钾）、纳米氧化锌（平均粒径为25nm）、尿素、淀粉、水按照1mmol：1.2mmol：0.12mmol：3mmol：80mg：300mL的用量比进行超声震荡（超声频率为30KHz，震荡时间为30min）以形成混合体系；
2）将混合体系于反应釜中进行水热反应（反应温度为180℃，反应时间为8h），然后过滤、干燥（干燥温度为110℃，干燥时间为4h）以得到水热产物；
3）将水热产物在保护气的存在下，先于220℃下保温1h，接着以1.2℃/h的速率升温至300℃并保温1h，最后自然冷却以制得催化剂A3。
应用例1
将三氯乙醛、N-亚硝基苯胲铝盐、水按照1mmol：0.05mmol：150mL的用量比于80℃下进行水解5-10h，接着向体系中添加1.3mmol尿素、0.2mmol硼酸、0.07mmol上述催化剂于65℃下进行环化反应5h，最后向体系中添加4.5mmol乙醛于90℃下进行羟甲基化反应3.5h。其中对比例中未使用上述催化剂；最后统计产率，具体结果见表1。
表1
催化剂 A1 A2 A3 无
产率/% 82 86 79 39
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种制备尿囊素衍生物咪唑烷基脲的催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
1）将钴盐、可溶性钼酸盐、纳米氧化锌、尿素、淀粉在水中进行超声震荡以形成混合体系；
2）将所述混合体系进行水热反应，然后过滤、干燥以得到水热产物；
3）将所述水热产物在保护气的存在下进行煅烧以制得所述催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤1）中，所述钴盐、可溶性钼酸盐、纳米氧化锌、尿素、淀粉的用量比为1mmol：1-1.2mmol：0.05-0.12mmol：2-3mmol：50-80mg。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤1）中，所述钴盐、水的用量比为1mmol：150-300mL。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤1）中，所述超声震荡满足以下条件：超声频率为20-30KHz，震荡时间为30-40min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤1）中，钴盐选自硬脂酸钴、二氯化钴、硝酸钴中的至少一者；可溶性钼酸盐钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤1）中，所述纳米氧化锌的平均粒径为15-25nm。
7.根据权利要求1-6中至少一者所述的制备方法，其中，在步骤2）中，所述水热反应满足以下条件：反应温度为160-180℃，反应时间为8-10h。
8.根据权利要求1-6中至少一者所述的制备方法，其中，在步骤2）中，所述干燥满足以下条件：干燥温度为100-110℃，干燥时间为4-6h。
9.根据权利要求1-6中至少一者所述的制备方法，其中，在步骤3）中，所述煅烧满足以下条件：先于200-220℃下保温1-2h，接着以0.8-1.2℃/h的速率升温至280-300℃并保温1-2h，最后自然冷却。
10.一种制备尿囊素衍生物咪唑烷基脲的催化剂，其特征在于，所述制备尿囊素衍生物咪唑烷基脲的催化剂通过权利要求1-9中任意一项所述的制备方法制备而得。
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