含Pd金属配体构筑MOFs催化剂用于Suzuki催化

发布时间：2017-08-28 01:40

  本文关键词：含Pd金属配体构筑MOFs催化剂用于Suzuki催化

  更多相关文章： MOFs 钯催化剂 金属配体 偶联反应

【摘要】：金属有机骨架(MOFs)是由金属离子或金属簇节点和有机配体通过配位键连接而成的新型多孔材料。MOFs材料具有高比表面积、孔隙率和结构可控的特性,使得MOFs在硫化物氧化、C-C偶联、烯烃氧化与还原等催化领域得到应用。目前,通过有机配体引入活性中心,构筑功能化MOFs材料,因可以有效催化底物分子而成为热点研究课题之一。本论文利用异烟酸衍生物与Pd(Ⅱ)配位得到二羧酸含Pd金属配体。利用含Pd金属配体为连接体,通过溶剂热法,改变温度、时间、溶剂等反应条件,使-COOH基团与金属离子配位,得到功能化MOFs材料—Pd(Ⅱ)/Zr-MOF和Pd(Ⅱ)/Cu-MOF。利用粉末X-射线衍射、扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱、傅里叶转换红外光谱等一系列表征手段对所得到的MOFs材料进行结构与形貌分析。根据表征结果,可知含Pd金属配体的-COOH基团与金属离子发生配位,钯金属以+2价的形式存在于骨架,均匀分散于MOFs材料。钯催化Suzuki-Miyaura偶联反应是比较常见的金属有机反应,并且是典型构建C-C键的方法。但是,钯催化剂回收困难,且因Pd(Ⅱ)活性位点低分散表现出低活性。本工作利用含Pd金属配体作为构筑单元,合成了钯催化活性中心均匀分散的Pd(Ⅱ)/Zr-MOF材料。在Suzuki-Miyaura偶联反应中,Pd(Ⅱ)/Zr-MOF具有高效的催化活性,产率99%。这是因为有效分散的Pd(Ⅱ)作为催化活性中心,能够活化进入孔道的底物分子。
【关键词】：MOFs 钯催化剂 金属配体 偶联反应
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-28
• 1.1 金属有机骨架材料(MOFs)的概述10-16
• 1.1.1 MOFs的结构特点10-13
• 1.1.2 MOFs的研究进展13-16
• 1.2 MOFs材料的应用16-23
• 1.2.1 气体的储存16-18
• 1.2.2 气体的选择性吸附和分离18-19
• 1.2.3 催化应用19-22
• 1.2.4 光、电、磁性质的应用22-23
• 1.3 钯催化的Suzuki-Miyaura偶联反应23-24
• 1.4 钯催化的Suzuki-Miyaura偶联反应研究进展24-26
• 1.5 课题的选择依据与创新点26-28
• 第2章 含PD金属配体的合成与表征28-37
• 2.1 引言28
• 2.2 实验试剂与实验仪器28-29
• 2.3 含Pd金属配体的合成29-30
• 2.3.1 配体1的合成29
• 2.3.2 配体2的合成29-30
• 2.4 钯配体的表征30-36
• 2.4.1 配体1的表征30-31
• 2.4.2 配体2的表征31-35
• 2.4.3 元素分析35-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第3章 含PD金属配体构筑MOFS的制备与表征37-57
• 3.1 引言37
• 3.2 实验试剂与实验仪器37-38
• 3.3 Pd(Ⅱ)/Zr-MOF的制备38-40
• 3.3.1 原料的选择38-39
• 3.3.2 合成方法的确定39
• 3.3.3 结果与讨论39-40
• 3.4 Pd(Ⅱ)/Zr-MOF的表征40-45
• 3.4.1 PXRD图与结构分析40-41
• 3.4.2 形貌分析41
• 3.4.3 红外光谱分析41-42
• 3.4.4 X射线光电能谱分析(XPS)42-43
• 3.4.5 扫描电子显微镜及EDX-mapping能谱分析43-45
• 3.4.6 热稳定性的分析45
• 3.4.7 感应耦合等离子体(ICP)测试45
• 3.5 Pd(Ⅱ)/Cu-MOF的制备45-48
• 3.5.1 原料的选择45-46
• 3.5.2 合成方法的确定46
• 3.5.3 合成条件研究46-48
• 3.6 Pd(Ⅱ)/Cu-MOF的表征48-55
• 3.6.1 Pd(Ⅱ)/Cu-MOF的XRD和结构分析48-49
• 3.6.2 比表面积和微孔结构分析49-50
• 3.6.3 形貌分析50-51
• 3.6.4 红外光谱分析51
• 3.6.5 X射线光电能谱分析(XPS)51-52
• 3.6.6 扫描电子显微镜及EDX-mapping能谱分析52-54
• 3.6.7 热稳定性的分析54-55
• 3.6.8 感应耦合等离子体(ICP)测试55
• 3.7 本章小结55-57
• 第4章 PD(Ⅱ)/ZR-MOF的催化性能研究57-66
• 4.1 引言57
• 4.2 实验部分57-65
• 4.2.1 实验试剂和实验仪器57-58
• 4.2.2 反应仪器条件58-59
• 4.2.3 Suzuki-Miyaura偶联反应59-61
• 4.2.4 Suzuki-Miyaura偶联反应的底物扩展61-63
• 4.2.5 非均相催化63
• 4.2.6 循环性能63-65
• 4.3 本章小结65-66
• 结论66
• 展望66-67
• 参考文献67-72
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单72-73
• 致谢73

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 David J. BERG;David J. BERG;;The Application of Suzuki Coupling Reaction on the Preparation of Carbosilane Dendrimers with 4-(Naphthalen-1-yl)phenyl Core[J];Chinese Chemical Letters;2006年03期

2 杜正银;刘伟;周万伟;;微波辅助快速Suzuki绿色交叉偶联反应研究[J];西北师范大学学报(自然科学版);2014年02期

3 ;EFFECT OF ALLOYING ELEMENTS ON SENSITIVITY TO ENVIRONMENTAL EMBRITTLEMENT OF L1_2 INTERMETALLICS[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;1999年S1期

4 LUO Bin;WANG JiaQing;GE DanHua;LI XinMing;CAO XueQin;PAN Yue;GU HongWei;;Efficient and ligand free palladium catalyst for Suzuki and Heck cross-coupling reactions[J];Science China(Chemistry);2014年09期

5 程格,陶全华,杨琼辉,王跃川;Suzuki芳基偶联反应研究进展[J];有机化学;2000年06期

6 ;Reductive Cleavage of the Se-Se Bond by the Sm-CdCl_2-HMPA System: A New One-Pot Method for the Synthesis of Selenoesters[J];Chinese Chemical Letters;1999年12期

7 赵晓伟;崔元臣;;微波技术在Suzuki反应中的应用[J];化学进展;2006年12期

8 ;Fatigue Behavior of Cemented Carbide Die in Cold Forging of Steel[J];Journal of Materials Science & Technology;2001年01期

9 Robert FRANZ■N;;Synthesis of Flurbiprofen via Suzuki Reaction Catalyzed by Palladium Charcoal in Water[J];Chinese Chemical Letters;2006年04期

10 ;Synthesis,Structural Characterization of Ferrocenyl Iminophosphines and Amidophosphines as Well as Their Application in the Suzuki Reaction[J];Chemical Research in Chinese Universities;2007年06期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 ;Cyclopalladated Ferrocenylimine:Highly Active Catalyst for the Suzuki Reaction of Arylboronic Acids with Arylbromides and Arylchlorides[A];第三届全国有机化学学术会议论文集（上册）[C];2004年

2 李齐;张利明;包嘉靖;李红喜;李海燕;郎建平;;菲Up啉咪唑丁磺酸钠/氯化钯在纯水中催化Suzuki-Miyaura反应[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第05分会：无机化学[C];2014年

3 马宣宣;刘莺;刘霞;王斐;夏传海;;Pd/C催化无配体Suzuki反应中的溶剂效应[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第12分会：催化化学[C];2014年

4 ;Pd(OAc)_2-catalyzed ligand-free Suzuki reaction of N-heteroaryl halides in aqueous media[A];第十六届全国金属有机化学学术讨论会论文集[C];2010年

5 ;Systhesis of β-Biarylacrylferrocene by Suzuki-Miyaura Cross-coupling Reaction[A];中国化学会第四届有机化学学术会议论文集（下册）[C];2005年

6 ;Cyclopalladated Ferrocenylimine:Highly Active Catalyst for the Suzuki Reaction of Aryliodides with Phenylboronic Acid[A];第三届全国有机化学学术会议论文集（上册）[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 刘想;水相中钯催化Suzuki、Heck及Sonogashira偶联反应的研究[D];南京理工大学;2015年

2 白林;微波促进环境友好的Suzuki芳基偶联反应研究[D];西北师范大学;2004年

3 陈维;基于亚胺离子活化的不对称有机催化反应研究以及硫脲—钯配合物催化的Heck和Suzuki反应研究[D];四川大学;2007年

4 杜欣;叔膦催化合成卤代联烯及其Suzuki交叉偶联反应的研究[D];大连理工大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 肖金龙;羧甲基纤维素负载钯的制备及其催化Suzuki和Heck偶联反应的研究[D];暨南大学;2015年

2 孔许净;含Pd金属配体构筑MOFs催化剂用于Suzuki催化[D];北京理工大学;2016年

3 王平安;Suzuki型交叉偶联反应在合成含三氟甲基的α、β-不饱和酸酯中的应用研究[D];西北大学;2001年

4 谭久青;氯代缺电子含氮杂芳环化合物与有机硼酸的Suzuki交叉偶联反应研究[D];西北大学;2004年

5 卢刚;Pd/C催化、四芳基硼盐参与的Suzuki反应及其在药物合成中的应用[D];沈阳药科大学;2005年

6 王明胜;NCN-Pincer钯配合物催化Suzuki偶联反应机理研究[D];西南大学;2014年

7 曹伟;羊毛-Pd配合物的制备、表征及其对水相中Suzuki反应的催化性能研究[D];西北师范大学;2013年

8 王寅飞;无水无碱Suzuki聚合及新方法合成稠环分子中间体四酮花[D];华南理工大学;2012年

9 徐媛;桥联双三氮唑季铵盐-钯组合体系催化的Suzuki交叉偶联反应研究[D];华东理工大学;2012年

10 王利东;Suzuki催化反应研究及含8-羟基喹啉共轭化合物的合成研究[D];辽宁师范大学;2011年

，

本文编号：746797