CN112138717B - 一种乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒的制备方法及其应用 - Google Patents
一种乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒的制备方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112138717B CN112138717B CN202011023259.XA CN202011023259A CN112138717B CN 112138717 B CN112138717 B CN 112138717B CN 202011023259 A CN202011023259 A CN 202011023259A CN 112138717 B CN112138717 B CN 112138717B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pyrrolidone
- magnetic
- pyrr
- salt
- acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002122 magnetic nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 82
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical class C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 49
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde Diethyl Acetal Natural products CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 125000002777 acetyl group Chemical class [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 claims abstract description 23
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 claims abstract description 21
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract 4
- 238000007342 radical addition reaction Methods 0.000 claims abstract 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 claims abstract 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 130
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N tetrahydropyrrole Natural products C1CCNC1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 43
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 32
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-2-one Chemical compound O=C1CCCN1 HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 19
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 17
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 13
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 11
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 10
- IYDGMDWEHDFVQI-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;trioxotungsten Chemical compound O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.OP(O)(O)=O IYDGMDWEHDFVQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 9
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 9
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 9
- DCQBZYNUSLHVJC-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCS DCQBZYNUSLHVJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 8
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 5
- TXDNPSYEJHXKMK-UHFFFAOYSA-N sulfanylsilane Chemical compound S[SiH3] TXDNPSYEJHXKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropane-1-thiol Chemical group CO[Si](OC)(OC)CCCS UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 3
- DHRLEVQXOMLTIM-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;trioxomolybdenum Chemical compound O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.OP(O)(O)=O DHRLEVQXOMLTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CGFYHILWFSGVJS-UHFFFAOYSA-N silicic acid;trioxotungsten Chemical compound O[Si](O)(O)O.O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1.O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1.O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1.O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 CGFYHILWFSGVJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VIESAWGOYVNHLV-UHFFFAOYSA-N 1,3-dihydropyrrol-2-one Chemical compound O=C1CC=CN1 VIESAWGOYVNHLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 claims description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims 2
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 claims 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 34
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 abstract description 20
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 abstract description 14
- 150000004040 pyrrolidinones Chemical class 0.000 abstract description 12
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 82
- HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N benzaldehyde Chemical compound O=CC1=CC=CC=C1 HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 12
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- QNGNSVIICDLXHT-UHFFFAOYSA-N para-ethylbenzaldehyde Natural products CCC1=CC=C(C=O)C=C1 QNGNSVIICDLXHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 6
- -1 pyrrolidone salt cations Chemical class 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- GEMITLJMEMBDKW-UHFFFAOYSA-N hydrogen sulfate;1h-imidazol-3-ium Chemical compound C1=CNC=N1.OS(O)(=O)=O GEMITLJMEMBDKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 4
- OSSNTDFYBPYIEC-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylimidazole Chemical compound C=CN1C=CN=C1 OSSNTDFYBPYIEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 3
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- QGKLPGKXAVVPOJ-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-3-one Chemical class O=C1CCNC1 QGKLPGKXAVVPOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001728 carbonyl compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 235000013599 spices Nutrition 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 2
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CHEADILRIOMTBE-UHFFFAOYSA-N 4-methylbenzenesulfonic acid;pyrrolidin-2-one Chemical compound O=C1CCCN1.CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 CHEADILRIOMTBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 1
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 description 1
- 240000000513 Santalum album Species 0.000 description 1
- 235000008632 Santalum album Nutrition 0.000 description 1
- AOWPVIWVMWUSBD-RNFRBKRXSA-N [(3r)-3-hydroxybutyl] (3r)-3-hydroxybutanoate Chemical compound C[C@@H](O)CCOC(=O)C[C@@H](C)O AOWPVIWVMWUSBD-RNFRBKRXSA-N 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000011831 acidic ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000007259 addition reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012050 conventional carrier Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000002815 homogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- DBFALBNRQBXRJJ-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;pyrrolidin-2-one Chemical compound OP(O)(O)=O.O=C1CCCN1 DBFALBNRQBXRJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RASPWLYDBYZRCR-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-1-ium-2-one;chloride Chemical compound Cl.O=C1CCCN1 RASPWLYDBYZRCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VOEPXIWNCZLYOF-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-2-one;sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O.O=C1CCCN1 VOEPXIWNCZLYOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPSTYIOIVSHZRI-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-3-one;hydrochloride Chemical compound Cl.O=C1CCNC1 DPSTYIOIVSHZRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N tungstate Chemical compound [O-][W]([O-])(=O)=O PBYZMCDFOULPGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CMPGARWFYBADJI-UHFFFAOYSA-L tungstic acid Chemical compound O[W](O)(=O)=O CMPGARWFYBADJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/0277—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature
- B01J31/0292—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature immobilised on a substrate
- B01J31/0295—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature immobilised on a substrate by covalent attachment to the substrate, e.g. silica
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
- B01J27/186—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J27/188—Phosphorus; Compounds thereof with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium with chromium, molybdenum, tungsten or polonium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/02—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
- B01J31/0277—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature
- B01J31/0278—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature containing nitrogen as cationic centre
- B01J31/0281—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature containing nitrogen as cationic centre the nitrogen being a ring member
-
- B01J35/33—
-
- B01J35/50—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D317/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
- C07D317/08—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3
- C07D317/10—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings
- C07D317/12—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 not condensed with other rings with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, directly attached to ring carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D319/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
- C07D319/10—1,4-Dioxanes; Hydrogenated 1,4-dioxanes
Abstract
本发明涉及固载化离子液体的制备领域，具体涉及一种乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒的制备方法及其应用。以巯基磁性纳米颗粒为载体，与1‑乙烯基‑2‑吡咯烷酮进行自由基加成反应，再与常见有机/无机酸进行成盐反应，得到吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒。本发明制备出的吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒的酸强度高，应用于催化缩醛(酮)反应时催化剂用量少，反应条件温和，目标产物收率高；反应结束后，利用外加磁场可以快速分离回收催化剂，催化剂可以反复使用多次。因此，本发明提供了一种适用于缩醛(酮)反应的环境友好型催化剂。
Description
技术领域
本发明涉及固载离子液体的制备领域，具体涉及一种乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒的制备方法，还涉及其作为催化剂在缩醛(酮)反应的应用。
背景技术
缩醛(酮)反应是醛、酮和酮酯等羰基化合物和醇作用生成二氧戊环或二氧六环类化合物的反应，在有机合成中广泛应用于保护羰基或作为有机物中间体。缩醛(酮)化合物，香气类型多，留香持久，是香精香料中的高档香料，有些香料的味道酷似价格昂贵的天然檀香，在化妆品、洗涤剂、食品饮料、烟草等都有应用。缩醛(酮)传统的合成方法是用无机酸(如浓硫酸、盐酸和磷酸)催化下进行，其优点是产品收率高，催化剂廉价易得；但该法存在副反应多、产品纯度不高、设备腐蚀严重、后处理中含有大量的废水、环境污染风险高等缺点。
吡咯烷酮盐是一种价格低、毒性小的离子液体。阴离子相同的情况下，吡咯烷酮经酸化处理后得到的吡咯烷酮盐，其酸性强于咪唑、吡啶等常见离子液体的酸性(化学学报，2008，66，1837)，可以媲美于磺酸型咪唑基离子液体，而前者的合成成本要明显低于磺酸型咪唑基离子液体。作为催化剂已经成功应用于酯化、Prins等酸催化反应。但因为在这些反应体系中，吡咯烷酮盐为均相催化剂，催化剂的分离回收操作比较繁琐耗能。而吡咯烷酮盐的固载化可以解决该类离子液体的分离回收问题，但到目前为止鲜见文献报道，主要是吡咯烷酮盐阳离子的设计存在技术难点。
在目前固载离子液体的常用载体，合成分子筛等无机材料的水热稳定性不高；而合成树脂等有机载体，其热和机械稳定性均不理想，并且这些载体的价格都较为昂贵。
发明内容
本发明针对固载型磺酸型咪唑基离子液体催化剂制备过程中原辅材料成本较高，固载吡咯烷酮盐离子液体研究应用不充分，催化剂分离回收后处理操作复杂耗能等问题，提出一种制备成本低廉、催化活性高、复用稳定性高、催化剂分离操作简便的新型环保型催化剂的制备方法。本发明使用巯基硅烷偶联剂对MNPs修饰后，可以接枝吡咯烷酮离子液体，作为酸催化剂应用于缩醛(酮)反应，不仅催化性能良好，而且在反应结束后利用外加磁场来分离回收磁性颗粒十分方便，明显降低了溶剂和能源的消耗量，符合绿色化工的目标。
本发明采用的技术方案是：
本发明涉及的乙烯基吡咯烷酮磁性纳米颗粒的结构式如下：
结构中，X为磷钨酸根PW12O40 3-、硅钨酸根SiW12O40 4-、磷钼酸根PMo12O40 3-、对甲苯磺酸根p-CH3(C6H4)SO3 -、Cl-或HSO4 -。
本发明的乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒的制备方法，以巯基磁性颗粒Fe3O4-SH为载体，先与1-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)进行加成反应制备出吡咯烷酮磁性颗粒Fe3O4-pyrr，再经酸化处理成盐，得到吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]X。
其中，载体MNPs的合成方法是：称取一定量的FeCl2和FeCl3溶于去离子水中，在室温搅拌0.25～1h。然后向该铁盐的水溶液中，滴加氨水将pH值调变为10左右。继续搅拌0.5～2h后，利用外加磁场分离出固体，使用去离子水充分洗涤固体。得到的MNPs置于真空干燥箱中，在60℃下干燥3h后待用。
其中，FeCl2、FeCl3和水的质量比为1：1.1～1.2：10～20。
巯基磁性纳米颗粒Fe3O4-SH的制备方法是：称取一定量MNPs和巯基硅烷偶联剂加入无水乙醇中，80～100℃回流下反应8～48h。反应完成后，利用外部磁场进行固液分离，然后用无水乙醇进行充分洗涤，60℃真空干燥3h得到巯基磁性纳米颗粒Fe3O4-SH。
其中，巯基硅烷偶联剂为3-巯丙基三甲氧基硅烷(KH-590)或3-巯丙基三乙氧基硅烷(KH-580)。MNPs、巯基硅烷偶联剂和乙醇的质量比为1：1～2：40～80。
具体的，乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒是按照以下步骤进行的：
(1)吡咯烷酮磁性纳米颗粒Fe3O4-pyrr的制备：称取或量取一定量的Fe3O4-SH、NVP、AIBN和乙醇。先在室温下搅拌1h，随后升温至60～100℃，搅拌反应8～48h。反应结束后，利用外加磁场分离出固体，用乙醇充分洗涤，60℃真空干燥3h，得到磁性吡咯烷酮纳米颗粒Fe3O4-pyrr。
其中，Fe3O4-SH、NVP、AIBN和乙醇的质量比为1：4～10：0.1～0.2：20～80。
(2)吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]X的制备：称取或量取一定量无机或有机酸，配置成水或乙醇溶液。先将Fe3O4-pyrr分散在水或乙醇中，然后向分散体系中缓慢滴加已配置好的酸溶液。滴毕，室温或60℃下反应3～24h。使用磁铁分离出固体，水或乙醇充分洗涤固体后，60℃下真空干燥5h，得到吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]X。
其中，Fe3O4-pyrr颗粒、酸和溶剂的质量比为1：0.1～2：20～50。无机或有机酸为磷钨酸、磷钼酸、硅钨酸、硫酸、盐酸、对甲苯磺酸PTSA和磷酸中的一种。
采用上述技术方案后，本发明取得的有益效果是：
本发明以巯基磁性纳米颗粒为载体，首次以共价键的方式将乙烯基吡咯烷酮酸性离子液体锚定在载体的表面。本发明的优点在于，载体合成成本低廉，其表面易于功能化，利用其磁性在催化剂的分离回收方面优势明显；吡咯烷酮盐离子液体，其催化性能媲美于磺酸型咪唑基离子液体，但制备更为简单，因而有效地降低了合成成本。本发明制备出的吡咯烷酮盐固体催化剂有效的解决了现有固载型离子液体催化剂催化活性低、合成成本高、稳定性差的缺点。因此，本发明提供了一种新型固载型乙烯基吡咯烷酮盐离子液体的合成方案。
本发明制备出的磁性纳米颗粒键合吡咯烷酮盐，应用于催化苯甲醛和乙二醇的缩醛反应时，苯甲醛乙二醇缩醛的产率最高可达97％，并且在催化其他羰基化合物与醇的缩醛(酮)反应时都展现出了高的缩醛(酮)产率。
附图说明
图1为本发明合成出的磁性纳米颗粒催化剂在外加磁场作用下，与反应混合物分离的照片，左图为分离前的照片，右图为分离后的照片。
具体实施方式
本发明将就以下实施例作进一步说明，但应了解的是，这些实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为对本发明实施的限制。
实施例1
(1)磁性纳米颗粒MNPs的合成
称取一定量的FeCl2和FeCl3溶于去离子水中，在室温搅拌0.25h。FeCl2、FeCl3和水三者的质量比为1：1.1：10，然后向该铁盐的水溶液中，滴加氨水将pH值调变为10左右。继续搅拌2h后，利用外加磁场分离出固体，使用去离子水充分洗涤固体。得到的MNPs置于真空干燥箱中，在60℃下干燥3h后待用。
(2)巯基磁性纳米颗粒Fe3O4-SH的制备
称取一定量MNPs和3-巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂KH-590加入无水乙醇中，100℃回流下反应8h，MNPs、KH-590和乙醇三者的质量比为1：1：40。反应完成后，利用外部磁场进行固液分离，然后用无水乙醇进行充分洗涤，60℃真空干燥3h得到巯基磁性纳米颗粒Fe3O4-SH。
(3)吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒Fe3O4-pyrr的制备
称取一定量的Fe3O4-SH、1-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)、偶氮二异丁腈(AIBN)和乙醇进行混合，Fe3O4-SH、NVP、AIBN和乙醇四种物质的质量比为1：4：0.1：20。先在室温下搅拌1h，随后升温至60℃，搅拌反应8h。反应结束后，利用外加磁场分离出固体，用乙醇充分洗涤，60℃真空干燥3h，得到吡咯烷酮磁性纳米颗粒Fe3O4-pyrr。
(4)吡咯烷酮硫酸盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]HSO4的制备
量取一定量的硫酸配置成酸的水溶液。先将Fe3O4-pyrr分散在水中，然后向分散体系中缓慢滴加配置好的硫酸水溶液。Fe3O4-pyrr：硫酸：水的质量比为1：0.1：30。滴毕，60℃下反应8h。使用磁铁分离出固体，水充分洗涤固体后，60℃下真空干燥5h，得到吡咯烷酮硫酸盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]HSO4。
实施例2
(1)磁性纳米颗粒MNPs的合成
称取一定量的FeCl2和FeCl3溶于去离子水中，在室温搅拌1h。FeCl2、FeCl3和水三者的质量比为1：1.2：20，然后向该铁盐的水溶液中，滴加氨水将pH值调变为10左右。继续搅拌1h后，利用外加磁场分离出固体，使用去离子水充分洗涤固体。得到的MNPs置于真空干燥箱中，在60℃下干燥3h后待用。
(2)巯基磁性纳米颗粒的制备
称取一定量MNPs和3-巯丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH-580)加入无水乙醇中，90℃回流下反应48h。MNPs、KH-580和乙醇三者的质量比为1：1.5：80。反应完成后，利用外部磁场进行固液分离，然后用无水乙醇进行充分洗涤，60℃真空干燥3h得到磁性巯基纳米颗粒Fe3O4-SH。
(3)吡咯烷酮磁性纳米颗粒Fe3O4-pyrr的制备
称取一定量的Fe3O4-SH、NVP、AIBN和乙醇进行混合，Fe3O4-SH、NVP、AIBN和乙醇四种物质的质量比为1：10：0.2：80。先在室温下搅拌1h，随后升温至100℃，搅拌反应48h。反应结束后，利用外加磁场分离出固体，用乙醇充分洗涤，60℃真空干燥3h，得到吡咯烷酮磁性纳米颗粒Fe3O4-pyrr。
(4)吡咯烷酮磷酸盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]HPO4的制备
量取一定量的磷酸配置成磷酸的水溶液。先将Fe3O4-pyrr分散在水中，然后向分散体系中缓慢滴加配置好的磷酸水溶液。Fe3O4-pyrr：磷酸：水的质量比为1：0.2：20。滴毕，60℃下反应6h。使用磁铁分离出固体，水充分洗涤固体后，60℃下真空干燥5h，得到吡咯烷酮磷酸盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]HPO4。
实施例3
(1)磁性纳米颗粒MNPs的合成
称取一定量的FeCl2和FeCl3溶于去离子水中，在室温搅拌0.5h。FeCl2、FeCl3和水三者的质量比为1：1.15：15，然后向铁盐的水溶液中，滴加氨水将pH值调变为10左右。继续搅拌0.5h后，利用外加磁场分离出固体，使用去离子水充分洗涤固体。得到的MNPs置于真空干燥箱中，在60℃下干燥3h后待用。
(2)巯基磁性纳米颗粒的制备
称取一定量MNPs和KH-590加入无水乙醇中，80℃回流下反应24h。MNPs、KH-590和乙醇三者的质量比为1：2：50。反应完成后，利用外部磁场进行固液分离，然后用无水乙醇进行充分洗涤，60℃真空干燥3h得到巯基磁性纳米颗粒Fe3O4-SH。
(3)吡咯烷酮磁性纳米颗粒Fe3O4-pyrr的制备
称取一定量的Fe3O4-SH、NVP、AIBN和乙醇进行混合，Fe3O4-SH、NVP、AIBN和乙醇四种物质的质量比为1：6：0.15：50。先在室温下搅拌1h，随后升温至80℃，搅拌反应24h。反应结束后，利用外加磁场分离出固体，用乙醇充分洗涤，60℃真空干燥3h，得到吡咯烷酮磁性纳米颗粒Fe3O4-pyrr。
(4)吡咯烷酮盐酸盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]Cl的制备
量取一定量盐酸配置成水溶液。先将Fe3O4-pyrr分散在水中，然后向分散体系中缓慢滴加配置好的稀盐酸水溶液。Fe3O4-pyrr：盐酸：水的质量比为1：0.15：50。滴毕，60℃下反应3h。使用磁铁分离出固体，水充分洗涤固体后，60℃下真空干燥5h，得到吡咯烷酮盐酸盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]Cl。
实施例4
吡咯烷酮磁性纳米颗粒Fe3O4-pyrr的制备同实施例3。
吡咯烷酮磷钨酸盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]3PW12O40的制备：
称取一定量磷钨酸配置成乙醇溶液。先将Fe3O4-pyrr分散在乙醇中，然后向分散体系中缓慢滴加配置好的磷钨酸醇溶液。Fe3O4-pyrr：磷钨酸：乙醇三种成分的质量比为1：2：30。滴毕，室温下反应24h。使用磁铁分离出固体，用水与乙醇充分洗涤固体后，60℃下真空干燥5h，得到吡咯烷酮磷钨酸盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]3PW12O40。
实施例5
吡咯烷酮硅钨酸盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]4SiW12O40的制备同实施例4。在制备过程中用硅钨酸代替磷钨酸。
实施例6
吡咯烷酮磷钼酸盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]3PMo12O40的制备同实施例4。在制备过程中用磷钼酸代替磷钨酸。
实施例7
吡咯烷酮对甲苯磺酸盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]PTSA的制备同实施例4。在制备过程中用对甲苯磺酸(PTSA)代替磷钨酸。
对比实施例1
咪唑硫酸盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[vIm]HSO4的制备同实施例1。在制备过程中用1-乙烯基咪唑代替1-乙烯基-2-吡咯烷酮(NVP)。
巯基磁性纳米颗粒Fe3O4-SH的制备同实施例1的步骤(1)-步骤(2)。
咪唑磁性纳米颗粒Fe3O4-[vIm]的制备：
称取一定量的Fe3O4-SH、1-乙烯基咪唑、偶氮二异丁腈(AIBN)和乙醇进行混合，Fe3O4-SH、1-乙烯基咪唑、AIBN和乙醇四种物质的质量比为1：4：0.1：20。先在室温下搅拌1h，随后升温至60℃，搅拌反应8h。反应结束后，利用外加磁场分离出固体，用乙醇充分洗涤，60℃真空干燥3h，得到咪唑纳米磁性颗粒Fe3O4-[vIm]。
咪唑硫酸盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[vIm]HSO4的制备：
量取一定量的硫酸配置成酸的水溶液。先将Fe3O4-[vIm]分散在水中，然后向分散体系中缓慢滴加配置好的硫酸水溶液。Fe3O4-[vIm]：硫酸：水的质量比为1：0.1：30。滴毕，60℃下反应8h。使用磁铁分离出固体，水充分洗涤固体后，60℃下真空干燥5h，得到咪唑硫酸盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[vIm]HSO4。
对比实施例2
Fe3O4/[vpyrr]3PW12O40的制备：
以Fe3O4磁性纳米颗粒MNPs作为载体(载体表面无巯基)负载1-乙烯基-2-吡咯烷酮磷钨酸盐的制备按照实施例4进行，催化剂表示为Fe3O4/[vpyrr]3PW12O40。具体制备方法如下：
称取一定量1-乙烯基-2-吡咯烷酮磷钨酸盐[vpyrr]3PW12O40配置成乙醇溶液。先将MNPs分散在乙醇中，然后向分散体系中缓慢滴加配置好的1-乙烯基-2-吡咯烷酮磷钨酸盐[vpyrr]3PW12O40醇溶液。MNPs：1-乙烯基-2-吡咯烷酮磷钨酸盐[vpyrr]3PW12O40：乙醇三种成分的质量比为1：2：30。滴毕，室温下反应24h。使用磁铁分离出固体，用水与乙醇充分洗涤固体后，60℃下真空干燥5h，得到Fe3O4/[vpyrr]3PW12O40。
1-乙烯基-2-吡咯烷酮磷钨酸盐[vpyrr]3PW12O40制备是由等摩尔数的1-乙烯基-2-吡咯烷酮和磷钨酸在室温下混合反应合成的。
将上述催化剂用于苯甲醛和乙二醇的反应中，反应条件为10mmol苯甲醛，15mmol乙二醇，3mL环己烷，0.1g催化剂，90℃下反应2h。采用气相色谱分析反应结果，色谱条件为：SE-54毛细管柱，FID检测器，汽化室和检测室温度均为250℃，80～180℃程序升温，分析结果如表1所示：
表1催化苯甲醛和乙二醇缩醛反应的实验结果
| 序号 | 催化剂 | 苯甲醛转化率(％) | 缩醛选择性(％) |
| 1 | Fe3O4-[pyrr]HSO4 | 83 | 100 |
| 2 | Fe3O4-[pyrr]HPO4 | 74 | 100 |
| 3 | Fe3O4-[pyrr]Cl | 65 | 100 |
| 4 | Fe3O4-[pyrr]3PW12O40 | 97 | 100 |
| 5 | Fe3O4-[pyrr]4SiW12O40 | 83 | 100 |
| 6 | Fe3O4-[pyrr]3PMo12O40 | 90 | 100 |
| 7 | Fe3O4-[pyrr]PTSA | 80 | 100 |
| 8 | Fe3O4-[vIm]HSO4 | 79 | 100 |
| 9 | Fe3O4/[vpyrr]3PW12O40 | 38 | 100 |
由表1可以看出，本发明所制备出的磁性纳米颗粒键合吡咯烷酮盐离子液体应用于催化苯甲醛和乙二醇的缩醛反应，转化率65％～97％且缩醛是唯一的产物，取得了良好的催化效果。Fe3O4-[pyrr]HSO4比对比实施例1制备出的固载咪唑硫酸盐离子液体Fe3O4-[vIm]HSO4催化活性高出18％。对比实施例2所用的载体是表面没经过巯基硅烷偶联剂改性的磁性纳米颗粒MNPs，离子液体[vpyrr]3PW12O40和载体MNPs之间的作用力是物理吸附；在催化剂合成的后处理操作中，载体表面吸附的离子液体几乎被水和乙醇等溶剂全部洗脱下来，因此应用于缩醛反应后，所表现出的催化活性很低(仅有38％)。
采用外加磁场的方法分离出催化剂，使用环己烷洗涤、干燥后，加入苯甲醛和乙二醇反应物以及带水剂环己烷进行新一轮的缩醛反应。表2是催化剂Fe3O4-[pyrr]3PW12O40套用实验的结果。
表2催化剂Fe3O4-[pyrr]3PW12O40的套用实验
| 使用次数 | 苯甲醛转化率(％) | 缩醛选择性(％) |
| 1 | 97 | 100 |
| 2 | 95 | 100 |
| 3 | 95 | 100 |
| 4 | 96 | 100 |
| 5 | 94 | 100 |
| 6 | 94 | 100 |
从表2可以看出，催化剂Fe3O4-[pyrr]3PW12O40经过6次循环使用后，其催化活性仅稍微减少3％，而缩醛仍旧是唯一的产物，表明所制备的催化剂具有高的稳定性。对比实施例1合成出的咪唑硫酸盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[vIm]HSO4，在套用实验中的表现和Fe3O4-[pyrr]3PW12O40基本一致，套用6次，催化剂活性从79％降低至75％，下降了4％。
表3催化剂Fe3O4-[pyrr]3PW12O40用于其他缩醛(酮)反应
从表3可以看出，催化剂Fe3O4-[pyrr]3PW12O40对不同底物的缩醛(酮)反应具有较好的催化性能，转化率在85％～97％，没有其他副产物。
综上所述，从上述实施例及其催化应用可以看出：由本发明方法制备的乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒催化剂，所用原辅材料价格较为低廉，合成过程简单，在催化缩醛(酮)反应显示出优良的催化活性和目标产物选择性。反应结束后催化剂通过外加磁场即可与反应混合物分离，再经过6次循环使用时，催化性能始终维持高的水平，表现出优良的耐溶脱能力。以上的研究结果表明，所制备的吡咯烷酮盐键合磁性纳米颗粒，是一种适合于催化缩醛(酮)反应的稳定高效型环境友好催化剂。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种用于缩醛或缩酮反应的乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒，其特征在于，所述乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒的结构式如下式所示：
其中，X-为磷钨酸根PW12O40 3-、硅钨酸根SiW12O40 4-、磷钼酸根PMo12O40 3-、对甲苯磺酸根p-CH3(C6H4)SO3 -、Cl-或HSO4 -；
所述乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒的制备方法为：以巯基磁性纳米颗粒Fe3O4-SH为载体，与1-乙烯基-2-吡咯烷酮进行自由基加成反应制备出吡咯烷酮磁性颗粒Fe3O4-pyrr，再经酸处理成盐，即可得到乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]X；
所述巯基磁性纳米颗粒的合成方法为：
(1)先称取FeCl2和FeCl3溶于去离子水中形成铁盐的水溶液，在室温搅拌0.25～1h，然后向该铁盐的水溶液中，滴加氨水将pH值调变为10，继续搅拌0.5～2h后，利用外加磁场分离出固体，使用去离子水充分洗涤固体，然后放入60℃的真空干燥箱干燥3h，得到磁性Fe3O4纳米颗粒MNPs；
(2)称取MNPs和巯基硅烷偶联剂加入无水乙醇中，80～100℃回流下反应8～48h，反应完成后，利用外部磁场进行固液分离，然后用无水乙醇进行充分洗涤，60℃真空干燥3h，即可制备出巯基磁性纳米颗粒Fe3O4-SH。
2.根据权利要求1所述的乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒，其特征在于，所述制备方法的具体步骤如下：
(1)吡咯烷酮磁性纳米颗粒Fe3O4-pyrr的制备：称取或量取巯基磁性纳米颗粒Fe3O4-SH、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、偶氮二异丁腈和乙醇，先在室温下搅拌1h，随后升温至60～100℃，搅拌反应8～48h，反应结束后，利用外加磁场分离出固体，用乙醇充分洗涤，60℃真空干燥3h，得到吡咯烷酮磁性纳米颗粒Fe3O4-pyrr；
(2)乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]X的制备：称取或量取无机酸配置成水溶液，将Fe3O4-pyrr分散在水中，或称取或量取有机酸配置成乙醇溶液，将Fe3O4-pyrr分散在乙醇中，然后向分散体系中缓慢滴加已配置好的酸溶液，滴毕，室温或60℃下反应3～24h，使用磁铁分离出固体，水或乙醇充分洗涤固体后，60℃下真空干燥5h，得到乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]X。
3.根据权利要求1所述的乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒，其特征在于，所述MNPs的合成方法中，FeCl2、FeCl3和水的质量比为1：1.1～1.2：10～20；巯基硅烷偶联剂为3-巯丙基三甲氧基硅烷或3-巯丙基三乙氧基硅烷；MNPs、巯基硅烷偶联剂和乙醇的质量比为1：1～2：40～80。
4.根据权利要求2所述的乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒，其特征在于，步骤(1)吡咯烷酮磁性纳米颗粒Fe3O4-pyrr的制备中巯基磁性纳米颗粒Fe3O4-SH、1-乙烯基-2-吡咯烷酮、偶氮二异丁腈和乙醇的质量比为1：4～10：0.1～0.2：20～80。
5.根据权利要求2所述的乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒，其特征在于，步骤(2)乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒Fe3O4-[pyrr]X的制备中加入的吡咯烷酮磁性纳米颗粒Fe3O4-pyrr、无机酸和水的质量比或吡咯烷酮磁性纳米颗粒Fe3O4-pyrr、有机酸和乙醇的质量比为1：0.1～2：20～50。
6.根据权利要求2所述的乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒，其特征在于，所述无机酸选自硫酸或盐酸；有机酸为磷钨酸、磷钼酸、硅钨酸、对甲苯磺酸PTSA中的一种。
7.一种根据权利要求1所述的乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒的应用，其特征在于，所述的乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒应用于缩醛或缩酮反应。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011023259.XA CN112138717B (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | 一种乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒的制备方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011023259.XA CN112138717B (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | 一种乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒的制备方法及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112138717A CN112138717A (zh) | 2020-12-29 |
| CN112138717B true CN112138717B (zh) | 2023-09-22 |
Family
ID=73897150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011023259.XA Active CN112138717B (zh) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | 一种乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒的制备方法及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112138717B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102786395A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-11-21 | 常州大学 | 一种以吡咯烷酮类离子液体催化制备聚甲醛二甲醚的方法 |
| CN103599751A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-02-26 | 浙江大学 | 巯基功能化磁性二氧化硅纳米材料的制备方法 |
| CN104327038A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-02-04 | 安徽工业大学 | 一种含有-so3h的酸性磁性材料催化制备缩醛(酮)的方法 |
| CN107511176A (zh) * | 2017-08-15 | 2017-12-26 | 常州大学 | 一种铁基吡咯烷酮离子液体催化不饱和烷基酯硅氢加成反应的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018121329A1 (zh) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | 江南大学 | 一种磁性金属氧化物交联酸性聚离子液体及其应用 |
-
2020
- 2020-09-25 CN CN202011023259.XA patent/CN112138717B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102786395A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-11-21 | 常州大学 | 一种以吡咯烷酮类离子液体催化制备聚甲醛二甲醚的方法 |
| CN103599751A (zh) * | 2013-10-25 | 2014-02-26 | 浙江大学 | 巯基功能化磁性二氧化硅纳米材料的制备方法 |
| CN104327038A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-02-04 | 安徽工业大学 | 一种含有-so3h的酸性磁性材料催化制备缩醛(酮)的方法 |
| CN107511176A (zh) * | 2017-08-15 | 2017-12-26 | 常州大学 | 一种铁基吡咯烷酮离子液体催化不饱和烷基酯硅氢加成反应的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 朱广谦 ; 何青科 ; 刘长庚 ; 肖尚马 ; 曾盈 ; .Fe_3O_4磁性纳米粒子的制备及其表面修饰.湖南师范大学自然科学学报.2016,(03),46-55、74. * |
| 赵宇培 ; 史康东 ; 胡春阳 ; 王辉 ; 王龙耀 ; 李为民 ; .固载化吡咯烷酮离子液体催化合成聚甲醛二甲醚.煤炭转化.2017,(05),31-38. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112138717A (zh) | 2020-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103537313B (zh) | 苯羟基化制苯酚的催化剂及其制备方法 | |
| Jiang et al. | Magnetic nanoparticles supported ionic liquids for lipase immobilization: Enzyme activity in catalyzing esterification | |
| Nasrollahzadeh | Green synthesis and catalytic properties of palladium nanoparticles for the direct reductive amination of aldehydes and hydrogenation of unsaturated ketones | |
| Han et al. | Construction of a multienzymatic cascade reaction system of coimmobilized hybrid nanoflowers for efficient conversion of starch into gluconic acid | |
| CN101829551A (zh) | 一种混合模式硅胶固定相及其制备方法和应用 | |
| CN108435248B (zh) | 一种磁性固体磺酸负载胺基催化剂的复合磁性催化剂的制备和应用 | |
| CN109092354A (zh) | 一种硅烷化壳聚糖固载酸性离子液体催化剂及其制备方法 | |
| CN107188849B (zh) | 用于苯羟基化反应的介孔离子液体杂多酸盐催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN106975522B (zh) | 一种磷钼钨杂多酸的制备及其在催化烯烃环氧化上的应用 | |
| CN104492495A (zh) | 一种离子液体固载化磁性固体酸材料催化剂及其制备方法 | |
| CN110302560A (zh) | 一种磺酸根功能化共价有机聚合物固相萃取柱 | |
| CN110841702A (zh) | 一种用于合成芳香腈催化剂的制备方法和芳香腈的合成方法 | |
| CN106732750B (zh) | 一种异丁烯醛氧化制异丁烯酸的单分子分散杂多酸催化剂制备方法 | |
| CN112138717B (zh) | 一种乙烯基吡咯烷酮盐磁性纳米颗粒的制备方法及其应用 | |
| CN104785294B (zh) | 一种离子液体基催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN101116810A (zh) | 改性煤基活性炭固体催化剂及其制备方法和用于缩醛/酮合成反应 | |
| CN100509151C (zh) | 负载型催化剂在合成n-苯基马来酰亚胺的应用 | |
| CN110483678B (zh) | 一种用于山梨醇脱水制备异山梨醇的催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110327985A (zh) | 超支化环糊精-纳米四氧化三铁非均相催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN114522701B (zh) | 用于生物糖制备的复合硫酸根催化剂、制备方法及应用 | |
| CN113603580B (zh) | 一种衣康酸脱羧合成甲基丙烯酸的方法 | |
| Sopaci et al. | Carboligation reactions with benzaldehyde lyase immobilized on superparamagnetic solid support | |
| CN104098467B (zh) | 一种合成丁氧基三乙二醇丙烯酸酯的方法 | |
| CN111229189B (zh) | 自组装型氨基酸衍生物功能化磁性-碳纳米管复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN103420844B (zh) | 酸性离子液体催化苯胺与甲醛缩合制备4，4’-二氨基二苯甲烷的工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |