磺化聚苯乙烯型催化剂在Baeyer-Villiger反应中的应用研究

摘要

非均相催化剂在科研和工业生产方面的应用越来越广泛，磺化聚苯乙烯作为一类具有显著优越性的非均相固体酸催化剂更是得到了众多研究者的青睐。主要研究了以浓硫酸为磺化试剂，FeCl3·6H2O和CoCl2·6H2O为离子助剂，聚苯乙烯为载体制备的磺化聚苯乙烯负载铁钴离子催化剂和以氧化石墨烯为载体制备的磺化氧化石墨烯聚苯乙烯催化剂催化过氧化氢的Baeyer-Viliger氧化反应及其机理。磺化聚苯乙烯负载铁钴离子催化剂通过了FT-IR，TG，SEM，XRD来表征其形态和结构特征，而磺化氧化石墨烯聚苯乙烯催化剂除了前四种表征手段外还进行了Raman光谱的表征。随后以30％的过氧化氢为氧化剂，磺化聚苯乙烯负载铁钴离子催化剂在用量为0.15g，45℃，20 h的条件下催化2-庚基环戊酮，其转化率高达98.6％，且该催化剂在其它酮类的Baeyer-Viliger氧化中转化率达60％以上。并研究了以磺化石墨烯聚苯乙烯催化剂在用量为0.12 g，45℃，20 h的条件下对2-金刚烷酮的催化作用，其转化率高达99.2％，而对其它酮类催化效率则可达70％以上。
　　根据一系列反应可推测两种催化剂的可能机理。磺化聚苯乙烯负载铁钴离子催化剂的机理涉及到双催化中心（酸中心和金属离子中心），其中酸中心亲核活化底物的酮羰基使其更易被氧化剂进攻，金属离子中心则协同过氧化氢原位生成过氧化物成为实际氧化剂。而磺化氧化石墨烯聚苯乙烯的催化中心为酸中心，机理同前所述。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 Baeyer-Villiger氧化反应进展

1．2．1 Baeyer-Villiger氧化反应的催化体系

1．2．2 Baeyer-Viiliger氧化反应的绿色氧化剂

1．2．3 Baeyer-Villiger氧化反应的反应机理

1．3 主要研究内容

2 实验试剂和仪器

2．1 实验试剂

2．2 实验仪器

3 磺化聚苯乙烯负载铁钴离子在Baeyer-Villiger氧化反应中的应用

3．1 实验部分

3．1．1 磺化聚苯乙烯负载铁钻离子催化剂的制备

3．1．2 Fe-Co／SPS催化2-庚基环戊酮的Baeyer-Villiger氧化方法

3．2 结果与讨论

3．2．1 催化剂的表征

3．2．2 Fe-Co／SPS的催化性能

3．2．3 反应条件对Fe-Co／SPS在Baeyer-Villiger氧化反应中的影响

3．2．4 Fe-Co／SPS催化酮类的Baeyer-Villiger氧化反应

3．2．5 Fe-Co／SPS的再生特性

3．2．6 Fe-Co／SPS催化酮的Baeyer-Villiger氧化反应机理

3．3 本章小结

4 磺化氧化石墨烯聚苯乙烯在Baeyer-Villiger氧化反应中的应用

4．1 实验部分

4．1．1 磺化氧化石墨烯聚苯乙烯催化剂的制备

4．1．2 SGO-SPS催化2-金刚烷酮的Baeyer-Villiger氧化反应方法

4．2 结果与讨论

4．2．1 催化剂的表征

4．2．2 SGO-SPS的催化性能

4．2．3 反应条件对SGO-SPS在Baeyer-Villiger氧化中的影响

4．2．4 SGO-SPS催化酮类的Baeyer-Villiger氧化反应

4．2．5 SGO-SPS的再生特性

4．2．6 SGO-SPS催化酮的Baeyer-Villiger氧化反应机理

4．3 本章小结

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间申请的专利

附图