功能化离子液体羧酸盐的制备及其助催化硅氢加成反应的研究

摘要

硅氢加成反应是有机硅化学中一种重要的反应，是生产制备有机硅单体与聚合物的一种主要方法。硅氢加成反应具有反应条件温和，操作简单，副产物少并且目标产物高等优点，一直受到研究人员的青睐。随着硅氢加成反应研究的逐步深入，硅氢加成合成的有机硅物质种类更加丰富，应用性也更广。
　　硅氢加成催化剂的研究有机硅化学重点研究领域。其中经典的催化剂是Speier催化剂、Karstedt催化剂、Wilkinson催化剂等贵金属催化剂。虽然这些催化剂有较高的活性和选择性，但是却存在其价格昂贵，回收困难等问题，限制其应用。为了解决上述问题，一些研究人员就尝试了负载型催化剂。
　　硅氢加成催化剂一般为活性金属中心和配体组成。在活性金属中心中，贵金属（铂、铑等）一般都具有良好的催化效果，而非贵金属与贵金属相比催化效果不佳，且适用性较窄。催化剂配体主要是膦配体与氮配体，配体与过渡金属相互作用，可以使催化剂更稳定，提高催化效果。
　　本文在前人研究的基础上，主要做了两方面工作。一方面，将金属(Pt与Rh)配合物与非贵金属(Ca, Mg, Ni，Cu，Fe，Zn)化合物相互协调，以贵金属为活性中心，非贵金属协同催化硅氢加成反应;并同时将功能化羧酸离子液体引入催化体系中，制备一系列羧酸功能化离子液体，以此来形成双金属的催化体系，催化硅氢加成反应。本文研究内容是在Karstedt催化剂和[Rh(COD)Cl]2催化剂催化的基础上更进一步的提高催化活性，提高目标产物的选择性并进一步减少贵金属的用量，减少副产物的生成。实验结果表明，设计合成的双金属催化体系能有效地催化烯烃与三乙氧基硅烷的硅氢加成反应，与传统催化剂相比催化活性与选择性有不少的提高，并且贵金属的用量也能进一步减少。
　　另一方面，本文设计在铑催化硅氢加成中加入一些助剂，增加催化活性与选择性。为此，本文在对RhCl3催化烯烃与三乙氧基硅烷的硅氢加成反应中加入一些膦配体，探究其对硅氢加成反应的影响。实验结果表明，加入少量的膦配体能够提高催化的活性与选择性。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 硅氢加成反应

1．1．1 引言

1．1．2 过渡金属催化剂在硅氢加成反应中的应用

1．2 含氮配体

1．2．1 离子液体

1．2．2 氮杂环卡宾配体

1．3 羧酸助剂在硅氢加成反应中的应用

1．4 膦配体在催化反应中的应用

1．4．1 引言

1．4．2 膦配体在催化硅氢加成反应中的应用

1．5 立论依据

参考文献

第二章 三取代基膦配体促进RhCl3催化硅氢加成反应研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 主要试剂及仪器

2．2．2 烯烃硅氢加成反应

2．2．3 膦配体的核磁表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 不同的三取代基膦配体对RhCl3催化硅氢加成反应的影响

2．3．2 反应温度对硅氢加成反应的影响

2．3．3 反应时间对硅氢加成反应的影响

2．3．4 三(2-甲氧基苯基)膦配体的用量对硅氢加成反应的影响

2．3．5 催化剂用量对硅氢加成反应的影响

2．3．6 RhCl3催化剂催化其他硅氢加成反应

2．4 本章小结

参考文献

第三章 功能化离子液体羧酸盐的制备及其助催化硅氢加成反应的研究

3．1 引言

3．2 实验仪器

3．3 实验药品

3．4 实验

3．4．1 药品预处理

3．4．2 主要分析仪器的工作方法

3．5 实验方法

3．5．1 不同N取代基咪唑的制备

3．5．2 不同的羧酸功能化咪唑型离子液体的制备

3．5．3 非贵金属羧酸盐的合成

3．5．4 贵金属铂、铑配体负载于羧酸盐的制备

3．6 硅氢加成反应

3．7 结果与讨论

3．7．1 单独铂、铑催化剂催化硅氢加成反应

3．7．2 单独金属羧酸盐催化硅氢加成反应

3．7．3 双金属催化体系催化硅氢加成反应的研究

3．7．4 不同温度下的硅氢加成反应

3．7．5 中心金属M2铂的含量(相对苯乙烯)对反应的影响

3．7．6 双金属催化体系催化硅氢加成反应

3．7．7 双金属催化体系催化不同烯烃与三乙氧基硅烷反应

3．8 本章小结

参考文献

硕士期间工作成果

作者简介