有机无机骨架介孔硅基材料负载型手性金属催化剂的制备及其活性的研究

摘要

有序硅基介孔材料因其优异的性质一直常被用于负载型催化剂的载体。通常条件下，有序硅基介孔材料具有较大的比表面积、化学稳定性和物理稳定性及价格便宜等一系列的优点。按照其骨架结构的差别，有序硅基介孔材料可以分为无机骨架介孔材料和有机骨架介孔材料。无机骨架介孔材料主要指其骨架部分由无机元素组成;有机骨架介孔材料是指其骨架部分由有机元素组成。由于无机/有机元素本身的化学和物理性质的差别，导致两种不同骨架的材料在一些性质上有所差异。此外，在一定条件下，介孔材料本身的性质与负载型催化剂的催化性质具有一定内在联系。
　　在本文中，我们首先致力于不同骨架有序介孔硅基材料负载型手性金属催化剂的合成，然后对其进行一系列的表征，最后再利用不对称催化反应检验其活性。在本次毕业论文中，我们介绍了有关硅基介孔材料负载型手性金属催化剂的三个课题。首先我们合成了一种双功能的无机骨架硅基介孔材料负载型手性金属钌催化剂并检验其活性;其次我们合成了三种不同有机骨架的硅基介孔材料负载的手性铑金属催化剂，并通过不对称氢转移反应探究了它们的活性差别;最后我们合成了一种有机骨架的介孔空心型手性金属铑催化剂，并且成功的利用介孔材料构建了一种手性微环境。结果表明这种手性微环境对提高反应产物的立体选择性有一定的促进作用。课题的具体内容分别如下:
　　(1)在第一课题中，我们利用正硅酸乙酯作为骨架材料，利用相转移催化剂CTAB作为模板剂，采用硅源共聚法合成了一种无机骨架双功能催化剂。催化结果表明，这种催化剂不仅改变了无机结构催化剂的催化性能，而且对反应产物立体选择性的提高具有一定的促进作用。
　　(2)在第二课题中，我们合成了三种不同的有机骨架硅基介孔材料负载型手性金属铑催化剂。首先我们通过硅源共聚法制备出催化剂载体，然后再利用过渡金属与富电子原子的配位键将铑金属嫁接至催化剂载体。催化结果表明，乙基骨架催化剂的催化性能优于乙烯基骨架催化剂，同时他们的性能都优于苯基骨架催化剂。
　　(3)在第三课题中，我们成功的制备出了一种乙基骨架硅基空心小球负载型手性金属铑催化剂，该课题最大的突破在于我们成功的构建了一种手性微环境，这种环境非常有利于芳香酮酯系列化合物还原加成反应的进行，特别在反应产物立体选择性的提高方面有重要的作用。

目录

摘要

第一章 文献综述

1．1 不对称催化概述

1．1．1 手性概述

1．1．2 不对称催化

1．2 负载型催化剂

1．2．1 负载型催化剂的概述

1．3 硅基介孔材料负载型催化剂

1．3．1 概述

1．3．2 硅基介孔材料负载型催化剂的分类

1．3．3 硅基介孔材料负载型催化剂的负载策略

1．3．4 硅基介孔材料负载型催化剂的制备方法

1．4 不对称氢化反应

1．4．1 概述

1．4．2 不对称氢转移反应

1．4．3 不对称氢转移的发展前景

1．5 研究课题和目标

第二章：无机骨架硅基介孔材料负载型手性钌金属催化剂的制备及其催化性能的研究

2．1 引言

2．2 无机骨架硅基介孔催化剂的合成和不对称氢转移反应

2．2．1 实验主要药品与主要仪器

2．2．2 催化剂的合成

2．2．3 芳香酮系列化合物和喹啉系列化合物的不对称氢转移反应

2．2．4 催化剂的套用

2．3 表征与数据分析

2．3．1 表征与数据分析

2．3．2 数据分析

2．4 结论

2．5 本章小结

第三章：三种不同有机骨架有序介孔硅基材料负载型手性金属铑催化剂的制备及其催化活性的研究

3．1 引言

3．2 有序结构介孔催化剂的合成及不对称氢转移反应

3．2．1 主要药品与仪器

3．2．2 催化剂的合成

3．2．3 苯乙酮系列化合物的不对称氢转移反应

3．2．4 催化剂的套用

3．3 催化剂的表征与数据分析

3．3．1 催化剂载体和催化剂的表征

3．3．2 数据分析

3．4 结果与讨论

3．5 本章小结

第四章：乙基骨架空心有序介孔硅基材料负载型手性金属铑催化剂的制备及其催化活性的研究

4．1 引言

4．2 催化剂的合成与芳香酮酯系列化合物的还原加成反应

4．2．1 主要药品与仪器

4．2．2 催化剂的合成

4．2．3 芳香酮酯化合物的不对称还原加成反应

4．2．3 催化剂的套用

4．3 表征与数据分析

4．3．1 表征与讨论

4．3．2 数据分析

4．4 结论

4．5 本章小结

第五章 本文总结

附图

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的文章

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