CoSalen配合物及其衍生物的合成及催化性能研究

论文摘要

催化氧化反应是化学反应中最为常见的反应。生物酶作为氧化反应的催化剂有清洁,高效,专一等优点,但是天然生物酶来源困难,热敏感,稳定性差等缺点阻碍了其在工业上的利用开发。CoSalen配合物作为仿酶,兼具酶催化与化学催化的优点,是替代生物酶的优良品种,已被应用作多类氧化反应的催化剂。本文针对传统CoSalen配合物合成过程中易过氧化失活及合成工艺复杂难于控制等问题,对CoSalen配合物进行了合成方法的评析、改进并在此基础上合成了系列衍生物,最终开发出合成成本相对较低,操作简便对环境友好且产品载氧性能优异、稳定的工艺路线。中间体席夫碱由水杨醛和乙二胺经缩合反应合成。与文献报道的方法相比,用工业酒精代替无水乙醇作为溶剂,不加催化剂,室温下就可发生反应,收率高(95%以上),后处理简便,实现溶剂的可回收利用,节省了工业成本。通过改变芳醛苯环上的取代基与不同的二胺进行反应得到一系列席夫碱衍生物。CoSalen配合物及其衍生物由席夫碱及其衍生物与四水醋酸钴配合得到。与文献报道的方法相比,在温度的控制,溶剂的选择,及无氧条件的操作上都作了改进,得到的配合物具有收率高(95%左右),载氧性能优越,纯度好,后处理简单等优点。此外,本文利用CoSalen配合物及其衍生物良好的载氧催化性能,将其用作催化氧化硫醇(酚)制备对称二硫醚的催化剂,开发了一种全新的催化氧化制备对称二硫醚的方法。该法具有操作简便,反应条件温和,对环境友好,收率高(90%以上)等优点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 催化氧化反应体系研究进展
• 1.1.1 催化氧化反应的机理
• 1.1.2 催化氧化催化剂
• 1.1.3 仿酶体系研究现状
• 1.1.3.1 金属卟啉配合物
• 1.1.3.2 非卟啉金属配合物
• 1.2 Cosalen仿酶体系
• 1.2.1 Cosalen仿酶体系的确立
• 1.2.2 Cosalen催化活化氧的机理研究
• 1.3 二硫醚的合成研究进展
• 1.3.1 二硫醚的合成方法综述
• 1.3.2 Cosalen配合物在催化氧化反应中的应用
• 1.4 选题目的及研究内容
• 第二章 Cosalen配合物及其衍生物的合成研究
• 2.1 仿酶模型设计原理
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验仪器及原料
• 2.2.2 席夫碱及其衍生物的合成
• 2.2.3 CoSalen配合物及其衍生物的合成
• 2.2.4 席夫碱及CoSalen配合物的结构鉴定
• 2.2.4.1 红外光谱数据
• 2.2.4.2 质谱数据
• 2.2.4.3 X射线光电子能谱（XPS）
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 席夫碱的合成
• 2.3.2 CoSalen配合物的合成
• 2.3.2.1 水对反应的影响
• 2.3.2.2 氧气对反应的影响
• 2.3.2.3 温度对反应的影响
• 2.3.2.4 反应时间对收率的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 CoSalen配合物催化氧化硫醇（酚）制备对称二硫醚化合物
• 3.1 CoSalen配合物催化氧化硫醇（酚）的机理研究
• 3.1.1 机理研究
• 3.1.2 催化剂的失活
• 3.2 反应条件的探索
• 3.2.1 反应溶剂的选择
• 3.2.2 催化剂用量的选择
• 3.2.3 反应温度的选择
• 3.2.4 催化剂性能的比较
• 3.2.5 底物拓展
• 3.2.6 产物结构鉴定
• 3.2.6.1 红外光谱数据
• 3.2.6.2 质谱数据
• 1H NMR数据'>3.2.6.3¹H NMR数据
• 3.3 实验部分
• 3.3.1 实验仪器与原料
• 3.3.2 对称二硫醚的合成方法
• 3.3.3 化合物结构鉴定
• 3.4 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文情况