8-羟基喹啉锰类配合物烯烃环氧催化剂结构和取代基效应的研究

摘要

烯烃的环氧化是有机合成中的一类重要的反应类型，其氧化产物，通过官能团的转化反应，可以制备一系列不同结构的有机化合物。从原子经济和环境友好的角度出发，用双氧水作为绿色氧化剂和以廉价、无毒的过渡金属锰作为催化活性中心的烯烃催化环氧化反应，在廉价大规模生产和合成上具有重要的意义。分子开关型8—羟基喹啉锰类配合物（Ⅲ）（Q3MnⅢ）在双氧水氧化烯烃的环氧化反应中是最有效的锰基催化剂之一，并展现出广阔的应用前景。在本工作中，我们设计并合成了一系列的8—羟基喹啉锰类配合物，对8—羟基喹啉锰类配合物高效高选择性地催化双氧水环氧化烯烃的反应进行了系统的研究。通过对实验结果进行分析和比较，对比出不同结构的8—羟基喹啉锰类配合物的催化活性的差异，验证了喹啉苯环上取代基团对其催化活性的影响。本论文共包括以下几方面的内容： 1）合成了一系列不同配位模式和不同取代基的8—羟基喹啉锰类配合物，考察了配位模式和取代基对催化活性的影响规律。研究结果表明：畸变八面体六齿配位的Q3MnⅢ配合物比相应的四齿配位的Q2MnⅡ配合物表现出较高的催化效率和较好的稳定性。卤代的Q3MnⅢ配合物增强了这种畸变效应，从而促使催化剂催化活性的显著提高。 2）通过Friedel—Crafts反应成功合成了氯球固载8—羟基喹啉锰配合物，并将其应用于双氧水环氧化苯乙烯的反应中，结果表明，这类固载型催化剂具有较好的催化性能和稳定性，并能够回收再利用。 3）在无助剂的条件下，研究了8—羟基喹啉锰类配合物在双氧水环氧化苯乙烯反应中的催化性能，着重考察了水对催化体系的影响。通过实验条件的优化，8—羟基喹啉锰配合物在较少的催化剂，一定量水的作用下，获得了更好的催化效果，但反应时间也明显的延长。

目录

文摘

英文文摘

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第一章文献综述

1.1前言

1.2均相催化环氧化

1.2.1杂多化合物为催化剂催化环氧化体系

1.2.2有机(非金属)催化环氧化体系

1.2.3 MTO为催化剂的催化环氧化体系

1.2.4简单金属盐环氧化体系

1.2.5金属络合物催化环氧化体系

1.3均相催化剂的固载化催化环氧化体系

1.3.1无机负载催化剂

1.3.2有机聚合物负载催化剂

1.4多相催化环氧化体系

1.4.1类水滑石为催化剂催化环氧化体系

1.4.2钛硅分子筛为催化剂催化环氧化体系

1.5研究内容

第二章8-羟基喹啉锰配合物在苯乙烯环氧化反应中结构和取代基效应的研究

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1主要仪器与试剂

2.2.2催化剂的制备

2.2.3催化剂的锰含量测定

2.2.4催化剂的表征

2.2.5催化环氧化反应

2.3结果与讨论

2.3.1催化剂的结构

2.3.2催化反应

2.3.3 8-羟基喹啉锰配合物的表征

2.4 小结

第三章固载8-羟基喹啉锰配合物的合成和催化性能的研究

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1主要仪器与试剂

3.2.2氯球固载8-羟基喹啉锰配合物的合成

3.2.3催化剂的表征

3.2.4锰含量测定

3.2.5催化剂性能测试

3.3结果与讨论

3.3.1催化剂表征结果

3.3.2催化烯烃环氧化反应

3.4小结

第四章无助剂条件8-羟基喹啉锰(Ⅲ)催化苯乙烯环氧化

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1主要仪器和试剂

4.2.2催化剂的制备

4.2.3催化剂锰含量的测定

4.2.4催化剂的表征

4.2.5催化环氧化反应

4.3结果与讨论

4.3.1催化剂的结构

4.3.2催化剂的表征结果

4.3.3催化反应

4.4小结

结论

参考文献

附录研究生期间发表的论文和专利

致谢