碱性沸石ETS-10及其杂原子催化剂对环氧化及酰基化反应催化性能的研究

发布时间：2017-08-04 07:41

  本文关键词：碱性沸石ETS-10及其杂原子催化剂对环氧化及酰基化反应催化性能的研究

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【摘要】：在有机合成领域中,查耳酮及其环氧化物是非常重要的中间产物和前驱体,可以进行下一步转化,例如环氧化物的开环、查耳酮双键的加成以及羰基的加成等,可以生成各种多官能团功能化的有机化合物。酰胺类化合物也是非常常见的含N有机物,在农药生产及其药物合成中有着广泛的应用,也是生命体重要组成部分氨基酸不可或缺的官能团和结构单体。在传统的有机合成中,为了提高金属催化剂的活性,大多数都是以均相的金属经配体修饰组装成均相的有机金属催化剂来实现反应。然而,有机金属催化剂合成过程较为复杂,经济成本较高,不能回收利用,难以从反应体系中分离,反应后处理过程较为复杂,容易造成环境污染。因此,开发一种高催化活性的、廉价的、可循环使用的非均相催化剂已经迫在眉睫。沸石作为一种孔道结构的多孔性材料,由于其独特的骨架结构,使其具有一定的酸碱性和催化活性。分子筛的这种多功能化性质,使得其在有机合成领域中有着广泛的应用,成为了近年来有机合成的研究热点。本文结合分子筛的这些特点和优势,自己合成了碱性沸石ETS-10以及过渡金属和贵金属杂原子ETS-10催化剂,并用于有机合成的非均相高效催化。本文内容包括以下四个部分:第一部分:综述均相的有机金属催化剂在一些常见的偶联反应中的应用、碱在一些有机合成反应中的特殊作用以及非均相催化的发展,并阐述了沸石分子筛的特点优势及其在有机合成中的应用前景。第二部分:碱性沸石ETS-10的制备以及对苯甲醛和苯乙烯氧化耦合反应的催化研究,实现了该反应的无金属非均相催化,并通过自由基的捕获和检测,推断反应的机理。第三部分:通过掺杂的方法制备过渡金属Fe、Co、Ni、Cu负载的杂原子ETS-10催化剂,与无金属负载的ETS-10进行对比,并研究其对苯甲醛和苯乙烯氧化耦合反应的催化活性,相比ETS-10来说,杂原子ETS-10表现出更好的催化活性和选择性,能在更加温和的条件下实现上述反应。第四部分:通过离子交换的方法制备Pd(NO_3)_2-CuCl-ETS-10双金属催化剂,并探讨其对N,N-二甲基苄胺N-酰基化反应的催化性能,相对于单一金属催化和其他沸石载体来说,该催化剂在反应过程中表现出双金属催化不可替代的优势。
【关键词】：非均相催化 碱性沸石 杂原子催化剂 氧化耦合 N-酰基化
【学位授予单位】：温州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 前言11-35
• 1.1 均相有机金属催化剂在偶联反应中的应用11-23
• 1.1.1 Heck偶联反应11-14
• 1.1.2 Kumada偶联反应14-16
• 1.1.3 Suzuki偶联反应16-21
• 1.1.4 Negishi偶联反应21-23
• 1.2 碱在有机合成领域中的应用23-28
• 1.2.1 碱在C-C键形成中的应用23-24
• 1.2.2 碱在C-N键形成中的应用24-25
• 1.2.3 碱在C-O键形成中的应用25-26
• 1.2.4 碱在C-S键形成中的应用26-28
• 1.3 非均相金属催化剂在偶联反应中的应用28-31
• 1.3.1 有机载体金属催化剂在偶联反应中的应用28-29
• 1.3.2 无机载体金属催化剂在偶联反应中的应用29-31
• 1.4 沸石材料的研究和发展31-32
• 1.4.1 沸石分子筛的分类31-32
• 1.4.2 沸石分子筛的特性32
• 1.4.3 沸石分子筛的应用32
• 1.5 论文选题背景及意义32-35
• 1.5.1 论文选题背景32-33
• 1.5.2 论文选题意义33-35
• 第二章 碱性沸石ETS-10 对苯甲醛和苯乙烯氧化耦合反应的催化35-49
• 2.1 引言35-37
• 2.2 实验部分37-41
• 2.2.1 催化剂的制备37
• 2.2.2 反应条件的优化37-38
• 2.2.3 反应底物的拓展38-41
• 2.2.4 ETS-10 催化剂循环活性研究41
• 2.3 结果与讨论41-47
• 2.3.1 材料的表征41-45
• 2.3.2 反应机理的研究45-47
• 2.4 结论47-49
• 第三章 杂原子ETS-10 对苯甲醛和苯乙烯氧化耦合反应催化活性的研究49-57
• 3.1 前言49
• 3.2 实验部分49-52
• 3.2.1 催化剂的制备49-50
• 3.2.2 过渡金属催化剂催化活性的研究50-51
• 3.2.3 杂原子ETS-10 催化剂的循环51-52
• 3.3 结果与讨论52-55
• 3.4 结论55-57
• 第四章 Pd-CuCl/ETS-10 催化剂的设计及其对N,N-二甲基苄胺N-酰基化反应的研究57-68
• 4.1 前言57-59
• 4.2 实验部分59-63
• 4.2.1 催化剂的制备59
• 4.2.2 反应条件的优化59-62
• 4.2.3 Pd(NO_3)_2/CuCl-ETS-10 双金属催化剂的设计及其活性研究62-63
• 4.2.4 Pd(NO_3)_2/CuCl-ETS-10 双金属催化剂的循环63
• 4.3 结果与讨论63-67
• 4.4 结论67-68
• 总结68-69
• 参考文献69-81
• 致谢81-83
• 附件83-90
• 硕士期间发表的论文90

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本文编号：618398