本发明专利技术涉及一种封装手性催化剂中空介孔纳米硅球的制备方法及其产品和应用，属于功能材料制备技术领域。本发明专利技术通过将四乙基硅酸酯、孔模板剂十六烷基三甲基溴化铵，制备中空介孔纳米硅球，通过浓度扩散和缩孔封装技术将大分子手性催化剂均相封装于纳米硅球内部，形成一种封装手性催化剂中空介孔纳米硅球，该制备方法简单，产量高，可以作为催化剂用于催化不对称迈克尔加成反应，并且具有良好的催化效果和重复使用性能。果和重复使用性能。果和重复使用性能。
【技术实现步骤摘要】
一种封装手性催化剂中空介孔纳米硅球的制备方法及其产品和应用
[0001]本专利技术属于功能材料制备
，具体涉及一种封装手性催化剂中空介孔纳米硅球的制备方法及其产品和应用。
技术介绍
[0002]随着手性技术的日臻成熟，手性药物已达总药物数量的70％，多手性中心光学活性分子是构建生物活性手性药物分子的关键物质结构。从相对简单的起始原料，构建一些复杂的光学结构，负载催化剂往往更加被重视。从另一个角度来看，分离有机催化剂再利用，负载非均相有机催化剂常常优选相应的均相催化剂，这是公认的、常用的策略，然而，负载后催化位点包埋、催化剂流失严重、催化效率降低等因素，也制约着非均相催化的发展。介孔封装技术的发展，使负载型有机催化剂的增强了催化多功能性和可重复使用性，完全符合绿色化学的观点。
[0003]在多功能材料的发展方面，介孔硅球被认为是一种有前途的候选环保材料。由于优异的性能、良好的结构得到广泛的认可。
[0004]因此需要对封装手性催化剂中空介孔纳米硅球的制备方法及其产品和应用进行进一步研究。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种封装手性催化剂中空介孔纳米硅球的制备方法；本专利技术的目的之二在于提供一种封装手性催化剂中空介孔纳米硅球；本专利技术的目的之三在于提供一种封装手性催化剂中空介孔纳米硅球作为催化剂催化不对称迈克尔加成反应方面的应用。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]1.一种封装手性催化剂中空介孔纳米硅球的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0008](1)核壳纳米硅球的制备：将聚苯乙烯/丙烯酸内核和十六烷基三甲基溴化铵加入乙醇/水溶液中，搅拌，超声，然后滴加氨水调节pH，加热搅拌，再以0.1mL/5min的速度滴加正硅酸乙酯，加热搅拌反应后，冷却至室温，离心，洗涤，真空干燥，即可得到白色粉末即为核壳纳米硅球；
[0009](2)中空介孔纳米硅球的制备：将步骤(1)中制备的核壳纳米硅球分散于N,N
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二甲基甲酰胺中，搅拌，离心，洗涤，真空干燥，得到固体物质，将固体物质分散于乙醇和醋酸的混合溶液中，回流后，离心，反复洗涤，真空干燥，即可得到中空介孔纳米硅球；
[0010](3)吸附手性催化剂的中空介孔纳米硅球的制备：将步骤(2)中制备的中空介孔纳米硅球中加入大分子手性催化剂、甲苯，超声，磁力搅拌，然后静置离心，吸出上清液，即可得到吸附手性催化剂的中空介孔纳米硅球；
[0011](4)封装手性催化剂中空介孔纳米硅球的制备：将步骤(3)中制备的吸附手性催化剂的中空介孔纳米硅球分散于去离子水，滴加氨水调节pH，加热搅拌，再以0.1mL/5min的速度滴加正硅酸乙酯，加热搅拌反应，冷却至室温，离心，洗涤，自然风干，即可得到封装手性催化剂中空介孔纳米硅球。
[0012]优选的，步骤(1)中所述聚苯乙烯/丙烯酸内核、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量摩尔比为50
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150:25:2，g:g:mol；步骤(1)中所述聚苯乙烯/丙烯酸内核和步骤(3)中大分子手性催化剂的质量摩尔比为50
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150:5，g:mol。
[0013]优选的，所述大分子手性催化剂为手性胺、手性羧酸或手性膦酸中的任意一种或几种。
[0014]优选的，步骤(1)和步骤(4)中所述pH为10
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12。
[0015]优选的，步骤(4)中所述正硅酸乙酯与步骤(1)中正硅酸乙酯摩尔比为1
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1.6:100，mol:mol。
[0016]优选的，所述聚苯乙烯/丙烯酸内核按照如下方法制备：
[0017](1)将装有过硫酸钾的容器抽真空形成氩气环境，依次加入苯乙烯、丙烯酸和预超声的去离子水，加热搅拌，得到母液；
[0018](2)将母液加水稀释，离心，洗涤，离心，真空干燥，研磨，得到平均粒径为110
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140nm的聚苯乙烯/丙烯酸内核。
[0019]优选的，所述苯乙烯的浓度为0.88mol/L；所述14.6mol/L的丙烯酸；所述过硫酸钾、苯乙烯、丙烯酸和去离子水的质量体积比为0.05:5:1.0:100，g:mL:mL:mL。
[0020]2.上述制备方法制备得到的封装手性催化剂中空介孔纳米硅球。
[0021]3.上述封装手性催化剂中空介孔纳米硅球在催化不对称迈克尔加成反应中的应用。
[0022]优选的，所述应用具体为：所述封装手性催化剂中空介孔纳米硅球作为催化剂催化环脂类酮与硝基烯烃的不对称迈克尔加成反应。
[0023]本专利技术的有益效果在于：
[0024]1、本专利技术公开了一种封装手性催化剂中空介孔纳米硅球的制备方法，首先通过将聚苯乙烯/丙烯酸内核、十六烷基三甲基溴化铵以及正硅酸乙酯之间的相互作用，再通过洗涤的方式将聚苯乙烯/丙烯酸内核PS/AA和十六烷基三甲基溴化铵CTAB除去，通过缩孔封装大分子手性催化剂，最终制备封装手性催化剂中空介孔纳米硅球，该制备方法简单，产量高。
[0025]2、本专利技术还公开了本专利技术制备的封装手性催化剂中空介孔纳米硅球，可以作为催化剂在催化不对称迈克尔加成反应中具有优异的催化结果(催化不对称迈克尔加成反应的产率为65～98％，其中反式和顺式的比例为82:18～95:5、ee为92～98％)，并且容易回收、能够重复使用(15次)。
[0026]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0027]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0028]图1为实施例中大分子手性催化剂的化学结构式，其中(a)、(b)、(c)分别为实施例2、实施例3、实施例4中使用的大分子手性催化剂；
[0029]图2为实施例2中制备的吸附手性催化剂的中空介孔纳米硅球缩孔封装前后介孔的分布图，(a)为吸附手性催化剂的中空介孔纳米硅球缩孔封装前；(b)为吸附手性催化剂的中空介孔纳米硅球缩孔封装后；
[0030]图3为实施例1中制备的封装手性催化剂中空介孔纳米硅球的催化流程示意图；
[0031]图4为实施例2中制备的封装手性催化剂中空介孔纳米硅球的SEM图；
[0032]图5为实施例2中制备的封装手性催化剂中空介孔纳米硅球的TEM图；
[0033]图6为实施例5中封装手性催化剂中空介孔纳米硅球催化不对称迈克尔加成反应后生成产物的高效液相色谱图。
具体实施方式
[0034]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种封装手性催化剂中空介孔纳米硅球的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)核壳纳米硅球的制备：将聚苯乙烯/丙烯酸内核和十六烷基三甲基溴化铵加入乙醇/水溶液中，搅拌，超声，然后滴加氨水调节pH，加热搅拌，再以0.1mL/5min的速度滴加正硅酸乙酯，加热搅拌反应后，冷却至室温，离心，洗涤，真空干燥，即可得到白色粉末即为核壳纳米硅球；(2)中空介孔纳米硅球的制备：将步骤(1)中制备的核壳纳米硅球分散于N,N
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二甲基甲酰胺中，搅拌，离心，洗涤，真空干燥，得到固体物质，将固体物质分散于乙醇和醋酸的混合溶液中，回流后，离心，反复洗涤，真空干燥，即可得到中空介孔纳米硅球；(3)吸附手性催化剂的中空介孔纳米硅球的制备：将步骤(2)中制备的中空介孔纳米硅球中加入大分子手性催化剂、甲苯，超声，磁力搅拌，然后静置离心，吸出上清液，即可得到吸附手性催化剂的中空介孔纳米硅球；(4)封装手性催化剂中空介孔纳米硅球的制备：将步骤(3)中制备的吸附手性催化剂的中空介孔纳米硅球分散于去离子水，滴加氨水调节pH，加热搅拌，再以0.1mL/5min的速度滴加正硅酸乙酯，加热搅拌反应，冷却至室温，离心，洗涤，自然风干，即可得到封装手性催化剂中空介孔纳米硅球。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述聚苯乙烯/丙烯酸内核、十六烷基三甲基溴化铵和正硅酸乙酯的质量摩尔比为50
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150:25:2，g:g:mol；步骤(1)中所述聚苯乙烯/丙烯酸内核和步骤(3)中大分子手性催化剂的质量摩尔比为50
【专利技术属性】
技术研发人员：谢广新，王俊北，周贤菊，李丽，唐笑，李艳红，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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