MCM-41负载的多相化手性Salen-Mn(Ⅲ)配合物的制备及其对不对称环氧化反应的催化性能

MCM-41负载的多相化手性Salen-Mn(Ⅲ)配合物的制备及其对不对称环氧化反应的催化性能

论文摘要

用(1S,2S)-二苯基乙二胺和5-叔丁基-3-甲酰基-4-羟基苯甲酸合成了带强吸电子基羧基的新型手性Salen配体及其与Mn3+配位的Salen-Mn(Ⅲ)配合物,并通过元素分析、红外光谱、核磁共振等手段对中间体及配合物进行了表征。将此催化剂用于苯乙烯的不对称环氧化反应,考察了催化剂用量、溶剂、反应温度等因素对苯乙烯不对称环氧化反应的影响;同时考察了在NaClO及m-CPBA/NMO体系中配合物对α-甲基苯乙烯、顺-β-甲基苯乙烯、1,2-二氢化萘不对称环氧化反应的催化性能,取得了较为满意的效果。其中在-78℃,以顺-β-甲基苯乙烯为底物,以m-CPBA为氧化剂时,转化率可达99.4%,对映体过量值可达84%。通过生成酰胺键接枝法将手性Salen-Mn(Ⅲ)配合物负载在仲氨基修饰过的介孔分子筛MCM-41上,而且通过对负载量的控制,制备出负载量不同的两个多相化催化剂E1和E2。采用XRD、N2吸附、ICP、FT-IR、UV-Vis等手段对多相化催化剂进行了表征。以α-甲基苯乙烯为底物,设计单因素实验,考察了轴向配体、溶剂、反应温度等因素的影响,同时考察了催化剂E1、E2对烯烃不对称环氧化反应的催化性能及E1的循环使用性能。研究表明,多相化催化剂与相应的均相催化剂比,无论是催化活性还是对映体选择性都明显下降;在m-CPBA体系中可以循环利用4次,但在NaClO/PyNO体系循环利用情况较差。通过生成叔胺键接枝法将Salen-Mn(Ⅲ)配合物负载在MCM-41上,制备出结构相同,负载量大小不同的两个不对称的手性Salen-Mn(Ⅲ)多相催化剂E3和E4,采用XRD、N2吸附、ICP、FT-IR、UV-Vis等手段对多相化催化剂进行了表征。分别以次氯酸钠、间氯过氧苯甲酸为氧化剂,考察了它们对烯烃不对称环氧化反应的催化性能和循环使用性能。实验发现:过高的负载量并不利于催化剂的催化性能和循环使用性能。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • §1-1 前言
  • §1-2 Salen-Mn(Ⅲ)配合物催化烯烃不对称环氧化反应的研究进展
  • 1-2-1 手性Salen-Mn(Ⅲ)催化剂的发展
  • 1-2-2 手性Salen Mn(Ⅲ)配合物催化环氧化反应的机理
  • 1-2-3 Salen-Mn(Ⅲ)配合物催化烯烃不对称环氧化反应的影响因素
  • §1-3 负载Salen-Mn(Ⅲ)催化剂的研究进展
  • 1-3-1 不溶高分子载体负载催化剂用于非官能化烯烃的不对称环氧化反应
  • 1-3-2 无机载体负载化催化剂用于不对称环氧化反应
  • §1-4 介孔分子筛MCM-41的研究进展
  • 1-4-1 MCM-41的合成及形成机理
  • 1-4-2 MCM-41的功能化及应用
  • §1-5 本课题的研究重点
  • 1-5-1 本课题的主要研究内容
  • 1-5-2 本论文的创新点
  • 第二章 实验试剂和仪器
  • §2-1 主要化学试剂
  • §2-2 实验仪器及设备
  • §2-3 催化剂的表征方法
  • §2-4 催化剂的活性评价
  • 第三章 新型手性Salen-Mn(Ⅲ)配合物的制备及对烯烃不对称环氧化反应的催化性能
  • §3-1 实验部分
  • 3-1-1 配合物的合成路线
  • 3-1-2 配合物的合成
  • 3-1-3 轴向配体吡啶氮氧化物的合成
  • 3-1-4 催化烯烃不对称环氧化反应
  • §3-2 结果与讨论
  • 3-2-1 配合物的合成
  • 3-2-2 红外光谱
  • 3-2-3 核磁共振氢谱
  • §3-3 催化活性的考察
  • 3-3-1 催化苯乙烯不对称环氧化反应
  • 3-3-2 其他底物的不对称环氧化反应
  • §3-4 小结
  • 第四章 通过酰胺键负载到MCM-41上手性Salen Mn(Ⅲ)配合物的制备及其催化性能
  • §4-1 实验部分
  • 4-1-1 配合物的合成
  • 4-1-2 催化剂的制备
  • 4-1-3 (1R,2R)-环己二胺的拆分
  • §4-2 结果与讨论
  • 4-2-1 ICP
  • 4-2-2 XRD
  • 4-2-3 氮气吸附
  • 4-2-4 红外谱图
  • 4-2-5 紫外谱图
  • §4-3 催化活性的考察
  • 4-3-1 α-甲基苯乙烯不对称环氧化反应
  • 4-3-2 催化不同底物烯烃的不对称环氧化反应
  • 4-3-3 催化剂的循环利用情况
  • §4-4 小结
  • 第五章 利用叔胺键负载于MCM-41上的手性Salen-Mn(Ⅲ)催化剂的制备及其催化性能
  • §5-1 实验部分
  • 5-1-1 配合物的合成
  • 5-1-2 催化剂的制备
  • §5-2 结果与讨论
  • 5-2-1 ICP
  • 5-2-2 XRD
  • 5-2-3 氮气吸附
  • 5-2-4 红外谱图
  • 5-2-5 紫外谱图
  • §5-3 催化活性的考察
  • 5-3-1 不同条件下的烯烃不对称环氧化反应
  • 5-3-2 催化剂使用寿命的考察
  • §5-4 小结
  • 第六章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间所取得的相关科研成果
  • 相关论文文献

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