介孔硅材料负载的BINOL-Ti催化剂的合成及其对芳香醛的烯丙基化催化反应的研究

摘要

具有介孔结构的纳米材料SBA-15作为一类新型载体材料广泛应用于有机配体和金属催化剂的负载。这不仅解决了昂贵配体和金属催化剂的分离和再利用的问题，更重要的是，可以利用介孔金属催化剂的孔道的限域效应改善催化微环境，提高催化的活性和选择性。我们以后嫁接法把有机配体嫁接到载体SBA-15上，合成了具有介孔结构的SBA-15/BINOL—Ti催化剂，同时对介孔金属催化剂的表面性质、纳米孔结构等进行了系统研究。微波辅助催化是一种简易而有效的化学方法。过渡金属参与的催化反应通常需要数小时甚至几天时间，但用微波方法则可以加速反应，有时候可以使反应时间缩短至几分钟。 本论文围绕“高效催化剂的设计合成”和“催化剂的回收与再利用”的核心问题，得到高效，环保，可回收的催化剂。主要研究如下： 一6位取代的联二萘酚衍生物的合成。以1,1'—联二萘酚(BINOL)为起始物，经过(1)6,6'—二溴-11’—联二萘酚(2)6,6'—二溴—2,2'—二甲氧亚甲氧基)-1,1'—联萘酚(3)6-溴—2,2'—二甲氧亚甲氧基-1,1'—联萘酚(4)6-羟甲基—2,2'—二甲氧基亚甲氧基-1,1'—联萘酚等中间产物的合成，最终得到目标配体。 二介孔硅材料负载BINOL配体的制备。经过(1)介孔材料SBA-15的合成(2)硅羟基三甲基硅烷化(3) MOM保护基团脱去等步骤，最终得到固载化的有机配体。 三微波辐射下，固载化的催化剂用于芳香醛的烯丙基化反应。微波反应15分钟，转化率和选择性均高于室温下12小时的反应活性。另外，反应体系无需加入溶剂，就可以取得很好的反应效果。以苯甲醛加入催化反应为例，加入10％的催化剂，转化率高于99％，选择性为99.4％。合成的催化剂易回收，重复使用五次，没有明显影响催化活性和选择性。并考察了取代芳香醛的烯丙基化反应，均取得良好的效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述和课题提出

1.1联二萘酚及其衍生物作为配体在催化化学中的应用

1.2均相催化剂固载化

1.3介孔氧化硅材料固载金属均相催化剂的研究进展

1.3.1介孔材料简介

1.3.2有机-无机杂化介孔硅材料

1.3.3有机-无机介孔材料的化学改性

1.4芳香醛的催化烯丙基化反应

1.4.1烯丙基锡试剂参与的催化烯丙基化反应的研究进展

1.4.2烯丙基锡与醛加成反应的展望

1.5微波化学

1.5.1微波在有机合成化学中的原理

1.5.2微波化学的应用前景

1.6论文选题和主要内容

1.7原料与试剂

1.8催化剂的制备方法

1.9催化剂的表征

1.10催化活性测试

参考文献

第二章SBA-15固载的BINOL-Ti催化剂对芳香醛的烯丙基化反应

2.1引言

2.2催化剂合成及表征

2.2.1介孔材料SBA-15按文献合成

2.2.2 (R)-16-羟甲基-2，2’-二甲氧基亚甲氧基-1，1’—联萘酚的合成

2.2.3介孔硅材料负载BINOL配体的制备过程

2.3催化剂表征结果讨论

2.4微波辐射下，固相中芳香醛的烯丙基化反应

2.4.1微波辐射下，固相中催化醛的烯丙基化反应过程

2.4.2芳香醛的烯丙基化反应结果与讨论

2.4.3芳香醛的烯丙基化反应小结

2.5常温下，在溶剂中醛的烯丙基化反应过程

第三章 总结及展望

附图

参考文献

攻读硕士期间取得的科研成果:

致谢