基于有机氮氧助催化剂的烯烃氧气氧化反应研究
发布时间：2020-06-30 14:00
【摘要】：烯烃广泛存在于石油、煤中,经由烯烃转化的相对应的双官能团化产物、醛、酮无论在工业还是医药中均具有重要的用途,因此对于烯烃的氧化反应一直以来都是重要的研究课题之一。其中对于烯烃的选择性氧化反应研究在工业中有着更为广泛的应用,也是一个具有挑战性的课题之一。自1959年Wacker公司发展了PdC12/CuCl2/02/DMF/H20催化体系以来,人们发展了一系列的催化体系来调控烯烃氧化的选择性,这些体系往往都需要加入对环境危害较大的且价格昂贵的铜/银/苯醌/醋酸碘苯等助氧化剂。因此发展一种对于环境更为友好的,廉价易得,绿色的助催化剂体系显得尤其重要。本论文围绕烯烃选择性氧化为中心发展更为绿色的助催化剂中介体系开展了以下几部分工作:1.对于烯烃反马氏选择性Wacker氧化,本部分工作针对选择性如何调控及在不加入铜助催化剂时实现催化剂循环这两个问题进行了研究。通过动力学实验以及对照实验对机理进行重新探究,然后将此方法发展成为了一种实用的合成方法学,实现了无需铜或银等助催化剂的反马氏选择性Wacker氧化。2.通过对反马氏Wacker反应条件的调控,实现了以酮为主的马氏选择性Wacker氧化。该方法具有较好的区域选择性和产率。在此基础上,实现了在同一催化体系下的区域选择性可控的Wacker氧化反应。3.实现了钯催化的以空气或氧气作为氧化剂的烯烃双羟基化反应。作为以四氧化锇作为催化剂的Upjohn双羟基化和以碘和羧酸银为试剂的Prevost-Woodward双羟基化的有力补充,首次实现了不需要铜银等过渡金属试剂的空气氧化烯烃双羟基化。该方法可以用以大量制备邻二醇,具有实用性。4.在反马氏Wacker氧化的基础上发展了通过钯-亚硝酸叔丁酯共催化的分子内氧化胺化制备各种取代吲哚的方法。从2-氨基苯乙烯出发,C4-C7取代以及C2取代的各类吲哚都能有效制备,是目前取代吲哚最有普适性的合成方法。该方法可以应用在大于十克级的药物合成中。5.通过Wacker氧化制备的醛或酮是重要的化工产品,其中一个用途是用来还原制备末端或者二级醇。在一锅反应中发现硼氢化钠不能在叔丁醇等溶剂中还原醛酮。因此发展了离子对促进硼氢化钠还原醛酮的廉价且实用的催化合成方法,在甲醇乙醇之外弱极性以及非极性溶剂中都能高效反应。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O621.251
【图文】：
Ｐｄ（ＰｈＣＮ）２ＣＩ２邋（ｍｏｌ邋％）逡逑图２．３邋［Ｐｄ（ＰｈＣＮ）２Ｃｈ］－初始速率曲线逡逑从图２．３中可以看出Ｐｄ（ＰｈＣＮ）２Ｃｌ２用量为５，７．５，邋１０，１２．５邋ｍｏｌ邋％时苯基烯逡逑丙基醚浓度随时间变化曲线，通过对初始速率进行拟合得出反应初始速率与逡逑Ｐｄ（ＰｈＣＮ）２Ｃｌ２浓度呈一级线性相关。逡逑３．反应初始速率与苯基烯丙基醚浓度的关系逡逑接着通过改变苯基烯丙基醚的浓度来检测其与反应初始速率之间的关系，在逡逑固定加入＾ＢｕＯＮＯ的量为２０邋ｍｏｌ邋％条件下，反应底物为苯基烯丙基醚，在２５邋°Ｃ、逡逑０２、ＰｄＯＰｈＣＮｈＣｌｊＰ＾ｕＯＨ条件下分别设置苯基烯丙基醚的浓度为０．０５２５邋Ｍ，逡逑０．０５７５邋Ｍ，０．０６２５邋Ｍ，０．０６７５邋Ｍ四个值，每隔一定时间进行取样经过ＧＣ监测，逡逑然后做出苯基烯丙基醚浓度－时间变化曲线，并对反应初始速率进行拟合。（图２．４）逡逑从图２．４中可以看出苯基烯丙基醚的浓度为０．０５２５邋Ｍ，邋０．０５７５邋Ｍ，邋０．０６２５邋Ｍ，逡逑０．０６７５邋Ｍ时苯基烯丙基醚浓度随时间变化曲线
０．０５５邋０．０６０邋０．０６５逡逑Ａｌｌｙｌ邋ｐｈｅｎｙｌ邋ｅｔｈｅｒ邋（Ｍ）逡逑图２．４邋［苯基烯丙基醚】－初始速率曲线逡逑４．反应初始速率与＾ＢｕＯＨ浓度的关系逡逑Ｐｄ（ＰｈＣＮ）２ＣＩ２邋（１０邋ｍｏｌ邋％）逡逑＾ＢｕＯＮＯ邋（２０邋ｍｏｌ邋％）逦Ｏ逡逑逦0２邋（１邋ａｔｍ）逦邋［ｒ＾Ｔ0＾＾ＣＨ0逡逑＾ＢｕＯＨ，邋ｔｏｌｕｅｎｅ，邋２５邋°Ｃ逡逑７２逦７３逦７４逡逑４ｉ逦逦逦逦逦逦逦逦逦逡逑．Ｅ邋［ＳＭ］邋（０．０６２５邋Ｍ）逡逑Ｅ邋0邋Ｐｄ（ＰｈＣＮ）２Ｃｌ２（１０ｍｏｌ％）邋＾逡逑ｇ邋６邋ｔＢｕＯＮＯ邋（２０邋ｍｏｌ邋％）逡逑旦２逦ｊＴ逡逑－邋Ｚ逡逑￡邋１逡逑＾邋0ＵＣ＿，＿＿，＿Ｊ逡逑￣逦０逦１０逦２０逦３０逦４０逡逑＿邋ｔＢｕＯＨ邋（ｍｏｌ邋％）逡逑图２．５ｐＢｕＯＨ】－初始速率曲线逡逑最后通过改变＂ＢｕＯＨ的浓度来检测其与反应初始速率之间的关系，在固定逡逑加入＾ＢｕＯＮＯ的量为２０邋ｍｏｌ邋％条件下，反应底物为苯基烯丙基醚，在２５邋°Ｃ、０２、逡逑Ｐｄ（ＰｈＣＮ）２Ｃｌ２和甲苯条件下分别设置＾ＢｕＯＨ的使用量为２５当量，３０当量，３５当逡逑量，４０当量四个值，每隔一定时间进行取样经过ＧＣ监测，然后做出苯基烯丙基逡逑醚浓度－时间变化曲线
本文编号：2735402
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O621.251
【图文】：
Ｐｄ（ＰｈＣＮ）２ＣＩ２邋（ｍｏｌ邋％）逡逑图２．３邋［Ｐｄ（ＰｈＣＮ）２Ｃｈ］－初始速率曲线逡逑从图２．３中可以看出Ｐｄ（ＰｈＣＮ）２Ｃｌ２用量为５，７．５，邋１０，１２．５邋ｍｏｌ邋％时苯基烯逡逑丙基醚浓度随时间变化曲线，通过对初始速率进行拟合得出反应初始速率与逡逑Ｐｄ（ＰｈＣＮ）２Ｃｌ２浓度呈一级线性相关。逡逑３．反应初始速率与苯基烯丙基醚浓度的关系逡逑接着通过改变苯基烯丙基醚的浓度来检测其与反应初始速率之间的关系，在逡逑固定加入＾ＢｕＯＮＯ的量为２０邋ｍｏｌ邋％条件下，反应底物为苯基烯丙基醚，在２５邋°Ｃ、逡逑０２、ＰｄＯＰｈＣＮｈＣｌｊＰ＾ｕＯＨ条件下分别设置苯基烯丙基醚的浓度为０．０５２５邋Ｍ，逡逑０．０５７５邋Ｍ，０．０６２５邋Ｍ，０．０６７５邋Ｍ四个值，每隔一定时间进行取样经过ＧＣ监测，逡逑然后做出苯基烯丙基醚浓度－时间变化曲线，并对反应初始速率进行拟合。（图２．４）逡逑从图２．４中可以看出苯基烯丙基醚的浓度为０．０５２５邋Ｍ，邋０．０５７５邋Ｍ，邋０．０６２５邋Ｍ，逡逑０．０６７５邋Ｍ时苯基烯丙基醚浓度随时间变化曲线
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本文编号：2735402
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