金属有机骨架材料(IRMOF-3)催化Claisen-Schmidt缩合反应合成查尔酮

摘要

为解决传统合成查尔酮催化剂产率低、对设备腐蚀大及难以循环使用的问题，本文制备了带有碱性氨基基团的金属有机骨架材料IRMOF-3，系统研究了IRMOF-3在Claisen-Schmidt缩合反应中的催化性能，合成了具有生物活性和药用价值的查尔酮产物，并对IRMOF-3催化Claisen-Schmidt缩合反应的机理进行了初步的探究。主要研究内容有：
　　首先，采用溶剂热法制得金属有机骨架材料IRMOF-3，并通过XRD、SEM、TG-DSC及N2吸附脱附实验等分析表征方法对合成的IRMOF-3进行表征。结果表明，制备的IRMOF-3是一类具有大比表面积和一定热稳定性的立方体多孔材料。红外光谱结果表明，IRMOF-3中存在自由的氨基基团。
　　其次，将IRMOF-3应用于Claisen-Schmidt缩合反应中催化合成查尔酮。本文分别考察了温度、物料比、催化剂用量、有机溶剂及不同催化剂对查尔酮产率的影响。结果表明，IRMOF-3在Claisen-Schmidt缩合反应中展现出优良的催化活性，在最佳反应条件下查尔酮的产率达到78％，高于合成该材料所用的金属盐、有机配体和均相催化剂苯胺的催化活性。热过滤实验和重复使用的实验结果表明，IRMOF-3在反应体系中是一种非均相催化剂，并在重复使用四次后仍能保持较好的结构完整性和催化活性。此外，对于不同取代基芳香醛和不同取代基酮的Claisen-Schmidt缩合反应，IRMOF-3同样具有一定的催化效果。
　　最后，本文对IRMOF-3催化Claisen-Schmidt缩合反应的机理进行了初步探究。结果表明，IRMOF-3在该反应体系中体现了酸碱双功能催化的特性，酸位源自于缺陷位，而碱位源自于骨架中的自由氨基基团。缺陷位中临近氨基的金属Zn能够通过活化苯甲醛来加速氨基和醛基形成中间产物醛亚胺，随后该中间产物与苯乙酮阴离子反应合成查尔酮。

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第一章 前言

第二章 文献综述

2.1 MOFs材料简介

2.2 MOFs的应用

2.3 Claisen-Schmidt反应合成查尔酮

2.4 本文主要研究内容及意义

第三章 IRMOF-3的制备与性质表征

3.1引言

3.2实验试剂及仪器

3.3 IRMOF-3的制备

3.4催化剂的表征

3.5实验结果与讨论

3.6 本章小结

第四章 IRMOF-3催化Claisen-Schmidt反应合成查尔酮

4.1引言

4.2实验部分

4.3实验结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 IRMOF-3对Claisen-Schmidt反应催化机理的探究

5.1引言

5.2实验部分

5.3实验结果与讨论

5.4 酸碱双功能催化机理

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢