基于空壳介孔硅的负载型催化剂制备及其催化性能研究

摘要

利用介孔硅为载体，探讨制备负载有机金属催化剂的方法并研究其在各类催化反应中的应用已经吸引很多研究者的关注。这些研究不仅有利于昂贵金属的回收再利用，而且可获得高效高选择性的负载型催化剂，具有很大的潜在应用价值。但是，常规的介孔硅纳米粒子存在着传输速度慢而导致催化反应效率下降的缺陷，因此采用具有空壳结构的介孔硅为载体来构建负载型催化剂，可利用空壳硅大的空腔有利于提升催化反应的催化效率，特别是在串联反应的应用具有很大的优势。本论文正是针对常规介孔硅纳米粒子存在着传输速度慢的问题，采用空壳结构的介孔硅为载体构筑了两类负载型催化剂。本论文主要研究内容分为如下两部分。 1)空壳结构的介孔硅铝催化剂的制备及在在迈克尔加成/环化及狄尔斯-阿尔德反应中的应用:采用共缩聚的方法，通过正硅酸酯和异丙醇铝的缩合获得了一种具有路易斯酸性和质子酸性的空壳结构的介孔硅铝催化剂;通过催化反应条件的优化，实现了温和反应条件下在邻氨基查尔酮类化合物的迈克尔加成/环化反应中表现高的催化效率;该类催化剂也可以用于分子间的狄尔斯-阿尔德催化反应，表现出优异的催化性能;催化剂可高效回收再利用，重复使用七次仍然表现出良好的反应活性。 2)空壳结构的热敏性手性钌催化剂的制备及在迈克尔加成/还原的不对称串联反应的应用:采用共缩聚法，合成了空壳结构的介孔硅材料，进行表面官能化再包裹丙烯酰胺温敏聚合物，负载金属钌后成功制备了一种空壳结构的热敏性手性钌催化剂;该催化剂在一步制备手性氨基醇的串联反应中具有很好的活性和立体选择性，可得到高达90％的产率和96％的ee值;该催化剂具有一定的温度响应特点，可以利用温度变化来控制反应转化;催化剂可回收并再利用，循环使用八次后依然具有较好的立体选择性和催化活性。

目录

摘要

第一章文献综述

1．1．1介孔纳米材料的概述

1．1．2介孔硅纳米材料的表面功能化

1．1．3无机硅介孔纳米材料及其在催化方面的应用

1．1．4有机硅介孔纳米材料在催化反应中的应用

1．2固体酸催化剂及其在酸催化反应中的应用

1．2．1磺酸功能化硅基催化剂及其在酸催化反应中的应用

1．2．2中空硅纳米球及其在酸催化反应中的应用

1．2．3核壳纳米材料及其在酸催化反应中的应用

1．3温敏聚合物概述

1．3．1温敏聚合物的研究进展

1．4不对称氢转移反应的研究概述

1．4．1手性化合物的研究意义

1．4．2不对称氢转移反应

1．5研究课题与目标

第二章空壳结构的介孔硅铝催化剂的制备及其催化性能研究

2．1引言

2．2空壳结构的介子L硅铝催化剂的制备及催化反应

2．2．1实验药品和仪器

2．2．2空壳结构的介孔硅铝催化剂的制备

2．2．3邻氨基查尔酮类化合物的合成

2．2．4苯并烯酮类化合物的合成

2．2．5邻氨基查尔酮类化合物的迈克尔加成／环化的催化反应

2．2．6苯丙烯酮类化合物和环己二烯的狄尔斯-阿尔德反应

2．3结果讨论

2．3．1催化剂的表征与分析

2．3．2硅铝催化剂在迈克尔加成／环化及狄尔斯-阿尔德反应中研究

2．4本章小结

第三章空壳结构的热敏性手性钌催化剂的制备及在迈克尔加成／还原的不对称串联反应的研究

3．1引言

3．2空壳结构的热敏性手性钌催化剂的制备和催化反应

3．2．1实验药品和仪器

3．2．2空壳结构的热敏性手性钌催化剂的设计和制备

3．2．3空壳结构的热敏性手·陛钌催化剂用于合成手性芳香氨基醇

3．3结果与讨论

3．3．1空壳结构的热敏性手性钌催化剂的表征

3．3．2催化剂在迈克尔加成／还原的不对称串联催化性能

3．4本章小结

第四章本文总结

参考文献

附录

硕士期间发表的论文

致谢

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