SiO2负载钯催化剂的制备、表征及其催化性能

论文摘要

本论文对Heck反应及其催化剂尤其是环钯催化剂以及SiO2负载钯催化剂进行了详细的文献总结。无机材料二氧化硅表面有硅羟基（Si-OH），可以通过有机或者无机官能团来对SiO2进行化学改性，从而制备出一系列含有配位基团的SiO2杂化材料，再与金属化合物作用合成出新型负载型催化剂——环钯化合物或钯配合物。我们对所制备的催化剂进行了表征，研究了其在Heck反应中的催化活性。研究表明这类催化剂不但具有较高的催化活性和稳定性，而且易与反应体系分离，从而使催化剂的回收利用成为可能。一．SiO2负载环钯化合物的合成、表征及其可能结构1．SiO2与硅烷化试剂反应实现氨基功能化后，与邻甲氧基苯甲醛作用形成席夫碱功能化复合载体，再与Li2PdCl4反应，合成了SiO2杂化材料负载环钯化合物催化剂。2．用FT-IR、XRD、TG-DSC、XPS以及元素分析等分析手段对配体及催化剂进行了表征。根据表征结果提出了SiO2负载环钯化合物的可能结构。3．原子吸收分析结果表明催化剂中钯含量为w（Pd）=2.0％，与理论值相吻合。二．SiO2负载环钯化合物对Heck反应的催化性能研究1．碘代苯与丙烯酸的Heck芳基化反应：考察了原料配比、缚酸剂的种类、缚酸剂三乙胺的用量、反应溶剂、反应温度、催化剂的用量和反应时间对产率的影响。实验结果表明：碘代苯10.0mmol、碘代苯丙烯酸摩尔比为1∶1.5、三乙胺20mmol、催化剂0.01g，在6mL有机溶剂DMF中于100℃反应30min，可得到肉桂酸的产率为96.1％。2．催化剂可以通过简单的过滤、溶剂洗涤进行回收，循环使用五次产率略有下降。3．研究了SiO2负载环钯化合物催化剂对不同反应底物的偶联反应，得到了较为满意的结果。并通过熔点、红外光谱和1H NMR测定对产物进行了结构确证。三．SiO2负载钯配合物的制备、表征及其在Heck反应中的催化性能研究1．通过硅烷化试剂将SiO2表面改性后，与水杨醛作用形成具有配位性能的席夫碱，再与Pd（OAc）2反应得到SiO2负载钯配合物催化剂，通过FT-IR、XRD、TG-DSC以及XPS等手段对配体及催化剂进行了表征。并提出钯配合物的可能结构。2．研究了该催化剂对碘代苯与丙烯酸交叉偶联反应的催化性能，考察了不同条件对该反应的影响。得出最适宜反应条件：碘代苯10.0mmol，碘代苯丙烯酸摩尔比为1∶1.5，三乙胺27mmol，催化剂0.2g，在6mL乙醇溶剂中，83℃下反应4.5h，产率达到92.2％，催化剂循环使用五次之后产率没有明显下降，仍能达到89.6％。该催化剂对其它反应底物的催化性能也进行了探索。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 Heck反应
• 1.1.1 Heck反应概述
• 1.1.2 Heck反应的催化剂
• 1.1.2.1 钯盐催化剂
• 1.1.2.2 环钯化合物催化剂
• 1.1.2.3 其它多相催化剂
• 2的改性及其负载钯催化剂'>1.2 SiO₂的改性及其负载钯催化剂
• 2的改性'>1.2.1 SiO₂的改性
• 2负载钯催化剂'>1.2.2 改性SiO₂负载钯催化剂
• 1.3 选题意义及研究内容
• 2负载环钯化合物的合成与表征'>第二章 SiO₂负载环钯化合物的合成与表征
• 2.1 试剂和仪器
• 2.1.1 试剂
• 2.1.2 仪器
• 2负载环钯化合物的制备'>2.2 SiO₂负载环钯化合物的制备
• 2的制备'>2.2.1 氨基化SiO₂的制备
• 2席夫碱的制备'>2.2.2 SiO₂席夫碱的制备
• 2PdCl₄甲醇溶液的配制'>2.2.3 Li₂PdCl₄甲醇溶液的配制
• 2负载环钯化合物的制备'>2.2.4 SiO₂负载环钯化合物的制备
• 2负载环钯化合物的表征'>2.3 SiO₂负载环钯化合物的表征
• 2.3.1 元素分析
• 2.3.2 XRD分析
• 2.3.3 红外光谱分析
• 2.3.4 TG-DSC分析
• 2.3.5 XPS分析
• 2负载环钯化合物催化剂的可能结构'>2.4 SiO₂负载环钯化合物催化剂的可能结构
• 2负载环钯化合物在Heck反应中的催化性能'>第三章 SiO₂负载环钯化合物在Heck反应中的催化性能
• 3.1 试剂与仪器
• 3.1.1 试剂
• 3.1.2 仪器
• 2负载环钯化合物催化碘代苯与丙烯酸的偶联反应'>3.2 SiO₂负载环钯化合物催化碘代苯与丙烯酸的偶联反应
• 3.2.1 催化反应过程
• 3.2.2 产物的分析鉴定
• 3.2.3 结果与讨论
• 3.2.3.1 反应条件对反应产率的影响
• 3.2.3.2 催化剂的循环使用性能
• 2负载环钯化合物催化其它底物的Heck反应'>3.3 SiO₂负载环钯化合物催化其它底物的Heck反应
• 3.3.1 碘代苯衍生物与丙烯酸的反应
• 3.3.2 碘代苯与丙烯酸酯的反应
• 3.3.3 苯乙烯或丙烯酰胺为底物的反应
• 3.4 结论
• 2负载钯配合物的合成、表征与催化性能研究'>第四章 SiO₂负载钯配合物的合成、表征与催化性能研究
• 4.1 试剂和仪器
• 4.1.1 试剂
• 4.1.2 仪器
• 2负载钯配合物的合成'>4.2 SiO₂负载钯配合物的合成
• 2的合成'>4.2.1 氨基化SiO₂的合成
• 2席夫碱的合成'>4.2.2 SiO₂席夫碱的合成
• 2负载钯配合物的合成'>4.2.3 SiO₂负载钯配合物的合成
• 2负载钯配合物的表征'>4.3 SiO₂负载钯配合物的表征
• 4.3.1 XRD分析
• 4.3.2 红外吸收光谱
• 4.3.3 TG-DSC分析
• 4.3.4 XPS分析
• 4.4 小结
• 4.5 催化反应
• 4.5.1 催化剂的循环使用
• 4.5.2 催化剂对取代碘苯的Heck反应
• 4.6 小结
• 参考文献
• 攻读学位期间已发表和待发表的学术论文
• 致谢