轴向配体对Rh2(esp)2的影响和多相催化剂的构建及应用于合成N-H杂环丙烷化合物的研究

摘要

双核铑金属化合物是一类独特的同核双金属化合物，这类化合物金属核之间存在金属-金属键，在催化有机反应时，往往呈现出与单核铑金属化合物不同的反应方式。通过改变轴向配体可以对双核铑金属化合物进行细微的调节，这种微调作用可在一些反应中提高金属化合物的反应活性，尤其是可以实现不同的反应选择性。双核铑金属化合物也是一种贵金属化合物，在大规模的均相反应中会造成贵金属的流失以及环境污染等问题。根据绿色化学倡导的环保节能减排的理念，通过均相催化剂固载化，既可以克服均相催化剂难于从反应体系中分离、不能重复利用的缺点，又减少了能源和物质资源的消耗，降低催化剂及其所生产化学品的成本，以及减少了重金属和其他有毒有害物质可能造成的环境问题。本文将围绕这个两个主题展开，工作分为两部分内容：第一部分为轴向配体对Rh2(esp)2的影响及其应用于催化烯烃合成 N-H杂环丙烷化合物的研究；第二部分是通过一步法固载Rh2(esp)2合成Rh2(esp)2@ZIF-8非均相催化剂及其应用于催化烯烃合成N-H杂环丙烷化合物的研究。 1.为了解决Rh2(esp)2催化合成某些N-H杂环丙烷化合物选择性低的问题，我们使用轴向配体咪唑、2-甲基咪唑和2,4-二甲基咪唑等含氮的配体与Rh2(esp)2轴向配位，通过轴向配位，可以改变铑周围的电子排布，进而影响 Rh2(esp)2催化合成N-H杂环丙烷化合物的选择性。我们通过轴向配体和Rh2(esp)2的单晶确定了配位后的结构式。在活性测试中，我们选择了三种不同类型的烯烃，轴向配位后的催化剂的催化活性和选择性均高于Rh2(esp)2催化剂。 2.为了解决贵金属流失以及避免污染环境，我们通过一锅法负载 Rh2(esp)2在ZIF-8上制备了Rh2(esp)2@ZIF-8催化剂，首次实现了对Rh2(esp)2的成功固载，我们通过TEM，XRD，XPS等对催化剂进行了一系列的表征。在这一部分中轴向配体起到了至关重要的作用，它不仅可以对 Rh2(esp)2进行轴向修饰影响了催化剂的选择性，而且参与合成 ZIF-8用于负载催化剂。该催化剂在合成 N-H杂环丙烷化合物的反应中表现出良好的活性，这个非均相催化剂可以循环四次以上并且依然保持高活性和选择性。

目录

第一章 前言

1.1 氮杂环丙烷化合物概述

1.2 N-H杂环丙烷化合物的合成方法

1.3 双核铑金属化合物简介

1.4 轴向配体调节在双核铑金属催化反应中的应用

1.5绿色化学的理念及催化剂固载化

1.6 论文选题的意义

第二章 实验试剂及实验方法

2.1 试剂与药品

2.2 表征手段

2.3 催化剂活性测试

第三章 轴向配体对Rh2(esp)2的影响及其应用于催化合成N-H杂环丙烷化合物的研究

3.1 引言

3.2 催化剂的制备和活性测试

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 固载型Rh2(esp)2催化剂的制备及其应用于合成N-H杂环丙烷化合物的研究

4.1 引言

4.2 催化剂的合成和活性测试

4.3 结果与讨论

4.4其他载体负载Rh2(esp)2

4.5本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

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