Keggin型超分子化合物的合成表征及取代型Dawson结构杂多酸盐的催化反应研究

摘要

近几十年来，无机-有机超分子化合物由于其特殊而迷人的性质在材料、催化、药物等领域显示出广泛的应用。特别是多金属氧酸盐化合物在催化化学中的重要性与日俱增，在原子经济反应和环境友好催化方面有着诱人的实用前景。这类物种的催化活性、理化性质、分子结构和固态体相结构以及制备方法均能在分子水平上给出详细信息，因而被视为混合金属氧化物催化剂的分子设计材料。碳酸丙烯酯(PC)和碳酸乙烯酯(EC)是具有重要应用的有机化学品，近年有关它的绿色催化合成研究引起广泛关注。以环氧丙烷(PO)、环氧乙烷(EO)和二氧化碳(CO<,2>)为原料通过环加成反应制备PC、EC是一条环境友好且原子经济的工艺路线。 本文研究了在温和条件下，不加任何有机溶剂，过渡金属取代的Dawson结构杂多酸盐α<,2>-[(n-C<,4>H<,9>)<,4>]<,(11-n)>P<,2>W<,17>O<,61>(M<'n+>·Br)[略为P<,2>W<,17>M·Br，M=Co(Ⅱ)，Mn(Ⅲ)，Cu(Ⅱ)，Ni(Ⅱ)]以及饱和Dawson结构杂多酸盐[(n-C<,4>H<,9>)<,4>N]<,6>P<,2>W<,18>O<,62>(略为 P<,2>W<,18>)为主催化剂，催化PO、EO的环加成反应。同时也研究了P<,2>W<,17>M·Br/(n-C<,4>H<,9>)4NBr，P<,2>W<,17>M·Br/(n-C<,4>H<,9>)<,4>NBr/PEG(MW 400)(M=Co(Ⅱ)，Mn(Ⅲ)，Cu(Ⅱ)，Ni(Ⅱ))催化体系合成PC、EC，并探讨了反应的可能性机理。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1多金属氧酸盐的历史及研究进展与多金属氧酸盐催化化学

1.2杂多酸催化化学历史回顾

1.3 CO2和PO、EO直接制备PC、EC的研究进展

1.3.1过渡金属配合物催化剂

1.3.2主族元素配合物催化体系

1.3.3季胺盐、膦盐和碱金属盐催化体系

1.3.4离子液体催化体系

1.3.5超临界CO2催化体系

1.4多金属氧酸盐的应用现状及前景

1.4.1在分析化学和临床化学中的应用

1.4.2在药物学上的应用研究

1.4.3在材料领域的应用研究

1.4.4在催化领域的应用

1.5选题依据、意义及研究目的

第二章Keggin型超分子化合物[C10H9N2][C10H10N2][PW12O40]·2H2O晶体的水热合成与表征

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1仪器和试剂

2.2.2晶体合成方法

2.2.3 X-射线衍射分析

2.3结果和讨论

2.3.1化合物的组成、红外光谱

2.3.2化合物的晶体结构

2.4本章小结

第三章 取代型Dawson结构杂多酸盐[P2W17M·Br，M=Co(Ⅱ)，Mn(Ⅲ)，Cu(Ⅱ)，Ni(Ⅱ)]催化合成碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1 实验试剂与仪器

3.2.2催化剂的制备与表征

3.2.3 PO，EO与CO2环加成反应

3.3实验结果与分析讨论

3.3.1不同Dawson型杂多酸盐的催化活性

3.3.2温度和压力对反应活性的影响及第二组分对催化性能的影响

3.3.3反应机理示意图

3.4本章小结

第四章四丁基溴化铵和Dawson型杂多酸盐催化剂[P2W17M]催化环氧乙烷或环氧丙烷和CO2的偶合反应

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1实验试剂及仪器

4.2.2四丁基溴化铵和杂多酸催化剂[P2W17Co]或[P2W17M(M=Cu(Ⅱ)，Mn(Ⅲ)，Ni(Ⅱ)]催化环氧乙烷或环氧丙烷和CO2的偶合反应

4.3实验结果与讨论

4.3.1探讨最佳反应条件

4.3.2催化剂稳定性的研究

4.3.3反应机理的初步探讨

4.4本章小结

结论

参考文献

致 谢