介孔氧化硅负载Pd、Rh有机金属催化剂的制备及其催化反应研究

摘要

近年来,负载型催化剂的研究取得了巨大的发展,负载型催化剂不仅解决了均相催难以回收再利用的问题,而且克服了昂贵金属流失带来环境污染问题；特别是使用非常规技术(微波协助催化)以及采用绿色溶剂(水溶剂)进行催化反应,为其在工业生产中的应用提供了潜在的可能。介孔氧化硅材料具有高的比表面积以及规整的孔道结构,能够保证负载催化剂活性位的高分散,维持均相催化剂原有的催化活性和选择性；另外,介孔材料表面还具有丰富的羟基,易于表面功能化:同时,介孔氧化硅材料还具有较高的化学稳定性和机械稳定性,因此该类材料是一类理想的均相催化剂的载体材料。在本论文中,我们开发了两种类型的介孔氧化硅负载型催化剂,并对其催化性能进行研究和探讨。
　　 (1)在非手性催化部分,我们采用共聚的方法合成了咪唑功能化的介孔SBA-15材料(IMI-SBA-15),然后将其与Pd(OAc)2配位成功地获得了负载型N-杂环卡宾-Pd催化剂(Me-Pd—IMI-SBA-15)；系统地探讨了该催化剂在微波促进下进行Suzuki-Miyaura偶联反应的催化性能,研究发现该催化剂Me-Pd-IMI-SBA-15高效催化活性和选择性；该催化剂能够回收再利用,重复使用10次后,该催化剂仍然保持较高的催化活性和选择性。
　　 (2)在手性催化部分,我们通过有机金属配合物[Cp*RhCl2]2与手性二苯基乙二胺(1R,2R)-Ts-DPEN配位制备了均相的手性有机金属铑催化剂,然后通过包裹的策略将该手性有机金属铑催化剂注入到介孔SBA-16的笼中,制备出一类具有高比表面积和有序的介孔结构的新型、高效手性金属催化剂(SBA-16-Rh-2Ph)；系统研究了该催化剂在水介质中进行催化芳香酮的不对称氢转移反应的催化性能,结果显示该催化剂具有类似均相催化剂的催化活性与对映选择性；该催化剂能够方便地回收再利用,重复使用10次后的该催化剂仍然保持较高的催化活性及对映选择性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1.1 N-杂环卡宾类化合物及手性二胺配体在催化化学中的应用

1.1.1 N-杂环卡宾类化合物在催化反应中的应用

1.1.2 手性二胺配体在催化反应中的应用

1.2 绿色化学在催化化学中的应用

1.2.1 微波化学

1.2.2 绿色溶剂

1.2.3 绿色催化剂

1.3 介孔氧化硅作为负载材料在催化反应中的应用

1.3.1 介孔氧化硅材料概述

1.3.2 介孔纳米材料的功能化

1.3.3 非手性介孔催化剂

1.3.4 手性介孔催化剂

1.4 论文选题和目标

第二章 介孔SBA-15负载N-杂环卡宾-Pd催化剂的制备及其催化Suzuki-Miyaura反应研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 试剂与仪器

2.2.2 实验过程

2.3 结果与讨论

2.3.1 催化剂的表征

2.3.2 微波促进Me-Pd-IMI-SBA-15(5)催化Suzuki-Miyaura偶联反应

2.4 本章小结

第三章 介孔SBA-16负载手性金属Rh催化剂的制备及水介质中芳香酮不对称氢转移反应研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 试剂与仪器

3.2.2 实验过程

3.3 SBA-16-Rh-2Ph(4)催化剂的表征及分析

3.4 催化不对称氢转移反应的性能研究及讨论

3.5 本章小结

第四章 总结

附图1

附图2

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的文章