新型碳负载的纳米钯催化剂催化的Sonogashira偶联反应的研究

摘要

Sonogashira偶联反应作为一种重要的构建分子骨架手段已经广泛被应用到药物分子、高分子、有机小分子等制备中。虽然该反应作为一种较为成熟的模型反应,人们依然热衷于传统的催化体系进行完善,试图使用更加环保简单的催化体系实现 Sonogashira偶联。近些年人们不断报道了Pd(II)、Pd(0)复合物催化剂催化的Sonogashira偶联反应,实现了催化剂的回收和循环使用。同时人们也在不断报道不同材料负载的纳米钯以及其他纳米金属合金催化的Sonogashira偶联反应。但是负载型纳米催化剂的催化活性还是局限在碘代苯、活化溴苯参与的与末端炔烃的Sonogashira偶联反应,并且负载型纳米金属催化剂催化活性和重复循环利用受到了载体的影响,因此发展其它新型载体能够稳定提高负载纳米催化剂活性和重复循环利用率。
　　根据大量的文献调研,本文探索了以多孔炭负载的纳米钯催化剂在催化Sonogashira偶联反应中的应用。相对于前人报道的聚苯乙烯、二氧化硅、活性炭以及其他高分子材料,本文中的多孔炭具有无规则的囊泡装结构,同时巨大的比表面积使得该炭具有很好的吸附性能,从而该炭材料可以作为一种很好的纳米催化剂载体。我以该多孔炭为载体负载纳米钯镍合金催化剂建立了完全水相的催化体系,在该绿色环保的催化体系中我实现了二芳基炔烃的合成和末端炔烃的合成。在催化体系中碘苯、溴苯甚至氯苯也能实现较好的转化率。同是该负载型催化剂还可以催化末端芳基炔烃的合成。
　　在该反应的基础上我们还考察了该负载型纳米催化剂的重复循环利用。我考察了该催化剂在水相催化体系中的重复循环使用情况,在重复循环催化四次之后催化剂依然保持较高的催化效果。同时多次重复循环后载体的结构没有发变化。
　　因此我们相信我们制备了一种具有具有高催化活性的负载型纳米钯催化剂。以该催化剂建立的催化体系能够更加绿色环保的实现 Sonogashira偶联反应。

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第一章 绪论

1.1 Sonogashira 反应的简述

1.2 均相钯催化的Sonogashira偶联反应

1.3非均相钯催化剂催化的Sonogashira反应

1.4纳米金属催化剂催化的Sonogashira反应

1.5 碳材料负载的金属纳米催化剂的应用

第二章 实验内容

2.1 实验试剂与仪器

2.2 Pd/C-P的制备

2.3 Sonogashira模型反应初始条件的确定

2.4 多孔碳和Pd/C-P的表征方法

第三章 结果与讨论

3.1 催化剂的表征

3.2 最优Sonogashira反应条件建立

3.3 Pd/C-P催化活性研究

3.4 末端炔烃前体的合成

3.5炔酮合成

3.6 重复性试验

3.7 部分化合物的核磁数据

3.8小结

第四章 结论与展望

参考文献

部分化合物的核磁表征图谱

攻读硕士学位期间的发表论文