负载型钯催化剂用于氯代芳烃Suzuki交叉偶联反应的研究进展

Suzuki交叉偶联反应是一类典型的形成碳-碳单键的反应,是以金属钯(Pd)为催化剂,卤代芳烃与有机硼酸化合物进行的交叉偶联反应.相对于传统仅用价廉易得的氯代芳烃化合物为反应原料的Suzuki交叉偶联反应,负载型Pd催化剂有着催化高效、分离简便、可重复使用等优点.简述了不同载体负载的Pd催化剂对于氯代芳烃的Suzuki交叉偶联反应的研究进展.     

咪唑-钯配合物的合成及水相Suzuki交联反应

咪唑离子液体与乙酸钯反应生成的咪唑-钯配合物可高效催化水相溴代芳烃和氯代芳烃Suzuki交联反应。在0.02%(摩尔比)催化剂用量,80℃反应4h,溴苯的催化反应产物收率可达97%。循环催化试验表明:该催化剂循环使用5次仍有较高的催化效果。     

钯催化Heck反应的研究进展

钯催化的Heck反应是一类构建新的C—C键的偶联反应,也是卤代芳烃烯基化的重要手段.近年来,Heck反应已成为催化领域和有机合成化学方面的研究热点之一,并已取得了很好的研究成果.本文综述了近几年新发现的均相和非均相体系中Heck反应的研究进展,其中均相催化体系按参与的配体不同,可分为含膦、氮、硫及含NHC配体的钯催化体系;非均相催化体系按固相载体的不同,可分为活性炭、金属氧化物、介孔材料、二氧化硅等负载型钯催化体系.     

室温/水相体系下纤维钯配合物催化Suzuki反应研究

以偕胺肟化的聚丙烯腈纤维为载体,制备了偕胺肟纤维-钯（Ⅱ）配合物[AOFs-Pd（Ⅱ）].考察了AOFsPd（Ⅱ）催化苯硼酸频哪醇酯与卤代芳烃Suzuki反应的催化性能.结果表明：在室温下,乙醇/水（V/V=2∶1,30mL）为溶剂,碳酸钾（10mmol）为碱,AOFs-Pd（Ⅱ）（0.1g）、苯硼酸频哪醇酯（6mmol）与碘苯（5mmol）反应时,产率能达到90%以上.而且本反应对于溴代苯及其衍生物和溴代杂环芳烃也具有良好的适应性.反应后催化剂易从反应体系中分离,并可以重复使用6次.     

基于密度泛函理论及实验揭示pincer钯催化偶联反应机理

使用系统的密度泛函理论(density functional theory, DFT)和化学实验的方法来揭示NCN-pincer钯催化Suzuki偶联反应的机理.通过单晶衍射确定了NCN-pincer配合物的化学空间结构,从而构建其Suzuki偶联反应中的催化剂空间结构的计算模型,用密度泛函理论的B3LYP泛函完成了所有计算,找到了pincer钯不同形态对卤带芳烃氧化加成的过渡态,理论计算所得到的结果与实验结果相一致.另一方面单独的pincer钯和加入碘代芳烃后的pincer钯分别置于二氧六环回流,相同指定间隔时间内取样做MS分析,证明了增加底物量能有效的提高催化剂的催化活性.同时先期计算得出NCN-pincer钯催化Suzuki偶联反应的机理:①NCN-pincer钯失去溴;②氧化加成;③转金属化;④还原消除释放催化剂的过程,而实验中的现象也对此进行了有效的印证.     

曙红催化的溴代芳烃硼化反应研究

文章以曙红为催化剂,研究光照条件下的卤代芳烃与频哪醇硼酸酯的C-B偶联反应。研究结果表明:用溴代芳烃摩尔分数为10%的催化剂,在蓝光照射下室温反应36 h,多种芳基硼酸酯产物的收率达到31%～60%;产物结构通过核磁共振氢谱(~1H NMR)、核磁共振碳谱(~(13)C NMR)和高分辨质谱仪(high resolution mass spectrometer,HR-MS)来确认。     

半纤维素-g-壳聚糖负载钯(0)催化剂的制备与催化性能

通过较温和的click反应制备了半纤维素-g-壳聚糖化合物,并以其为载体通过简单的还原方式制备了半纤维素-g-壳聚糖负载钯(0)催化剂.利用傅里叶红外光谱、热重分析、扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱分析等方法对催化剂进行了表征,发现该催化剂对Suzuki偶联反应有较好的催化活性.考察不同的反应溶剂、催化剂用量、反应温度、碱、底物种类和循环回用次数对Suzuki反应产率的影响.结果表明:以无水乙醇为溶剂、K2CO3为碱时,在70℃下反应3 h,反应产率高达84%;催化剂可以通过简单的方法回收但重复使用性能有一定下降,重复使用5次后产率降至61.6%.     

MCM—41载钯配合物催化性能的研究

以MCM－41分子筛作为固载材料,经氨基功能化后与各种钯化合物形成MCM－41载钯配合物。研究了催化剂的制备条件等因素对催化碘代苯与丙烯酸的Heck芳基化反应性能的影响。结果表明,MCM－NH2载钯配合物具有高的催化活性,立体选择性和合成肉桂酸产率高等性能。     

磁性钯催化剂对Suzuki-Miyaura偶联反应的催化作用

以四氧化三铁/聚苯乙烯核壳结构的纳米微球为载体,通过傅克反应在其表面修饰高活性的大位阻N杂环卡宾配体,并利用Suzuki-Miyaura偶联反应考察此催化剂的综合性能.研究结果表明:制备的负载催化剂易于分离,对溴代芳烃表现出极高的催化活性,对低活性的氯代芳烃也有良好的催化效果,且具有良好的可重复使用性.     

Pd（Ⅱ）／γ－Al_2O_3对有机锡试剂和有机卤化物偶联反应催化作用的研究

用浸渍法制备了Ｐｄ（Ⅱ）／γ－Ａｌ_２Ｏ_３催化剂，详细考察了催化剂对有机锡试剂和α－卤代酸酯、α－卤代酮、卤代苯等有机卤化物偶联反应的催化作用。结果表明该负载催化剂对偶联反应有很高的催化活性和化学选择性，催化剂循环使用六次，偶联反应的产率还是很高的。用ＸＰＳ、ＸＲＤ、电镜等方法对催化剂进行了表征，证明催化活性中心质点是金属态的钯。     

基于果糖/对甲基苯磺酸磺化炭的制备、表征及酸催化性能

以果糖和对甲基苯磺酸为原料,通过聚合、双氧水氧化和浓硫酸磺化、碳化等步骤制备了磺化炭催化剂.FT-IR和TG-DTA分析表明:制备的磺化炭是一种富含-SO3H,-OH,-COOH等基团并具有多环芳烃结构的无定型固体酸功能材料.将氧化和未氧化处理的磺化炭酸密度进行比较,双氧水氧化可以显著增加磺化炭中磺酸基和总酸含量,用离子交换-酸碱滴定法测得氧化后磺化炭中磺酸基含量为3.01 mmol g-1,总酸量为6.13 mmol g-1.在催化Beckmann重排反应中,这种富含亲水性基团的磺化炭具有良好的催化活性和重复使用性能.     

焙烧温度对Pt/Al_2O_3催化剂催化纤维素转化性能的影响

以溶剂挥发诱导自组装方法合成的有序介孔氧化铝(MA)为载体负载铂,制备了Pt/MA催化剂。考察了载体和催化剂焙烧温度对Pt/MA催化剂催化纤维素转化性能的影响。采用X射线衍射、N2物理吸附、透射电镜和NH3程序升温脱附等手段对载体和催化剂进行了表征,随着载体焙烧温度的升高,氧化铝的有序度、晶相、比表面积、酸量、铂粒径大小均有明显变化。催化结果表明,载体焙烧温度和催化剂焙烧温度对催化剂的催化性能有显著影响。以800℃焙烧的氧化铝为载体负载铂,再经400℃焙烧制得的催化剂活性最高,六元醇的选择性达到了78.5%。     

亚甲基双膦酸四异丙基酯CH2[P（O）（iPrO）2]2催化合成晶体[Zn（2,2-′bipy）3]2Cl4·H2O

在亚甲基双膦酸四异丙基酯CH2[P（O）（iPrO）2]2的催化作用下,合成一种新的配合物[Zn（2,2-′bipy）3]2Cl4.H2O,并用红外光谱和X-ray单晶衍射进行了测试与表征.在反应中CH2[P（O）（iPrO）2]2并未参加配位,但却起到了催化、诱导的作用.     

亚甲基双膦酸四异丙基酯[（^iPrO）2P（O）CH2P（O）（^iPrO）2]催化合成晶体[Eu（1,10-phen）2]（NO3）3

在亚甲基双膦酸四异丙基酯（iPrO）2P（O）CH2P（O）（iPrO）2的催化作用下,合成一种新的配合物[Eu（1,10-phen）2]（NO3）3,并用红外光谱、元素分析和X-ray单晶衍射进行了测试与表征.在反应中（iPrO）2P（O）CH2P（O）（iPrO）2并未参加配位,但却起到了催化、诱导的作用.     

Cu/Ce-Zr-La/γ-Al_2O_3的制备及其三效催化性能

将AlNH4(SO4)2溶液滴入到NH4HCO3和PEG6000的混合溶液中,用沉淀法制备γ-Al2O3载体.然后用等体积浸渍法分别负载上Ce-Zr-La以及活性组分Cu,制备催化剂Cu/Ce-Zr-La/γ-Al2O3.考察该催化剂的三效催化性能,并借助扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG)等方法研究催化剂活性与结构的关系.实验结果表明:Cu/Ce-Zr-La/γ-Al2O3具有良好的三效催化性能,NO、CO和C3H6的起燃温度都较低,分别为250℃、150℃和300℃;CeO2-ZrO2对载体γ-Al2O3和活性组分Cu具有稳定作用,避免了CuAl2O4尖晶石相的生成;La能够显著提高催化剂的热稳定性.     

量子点ZnS的制备及其光催化降解有毒有机污染物

分别以硫化钠(Na2S)和硫脲(CH3CSCH3)为硫源与醋酸锌(Zn(CH3COO)2.2 H2O)通过水热法反应制备了ZnS量子点,通过透射电子显微镜(TEM)及X-射线衍射(XRD)对ZnS进行了初步表征,结果表明:两类硫源制备的ZnS量子点均为颗粒状立方闪锌矿结构,量子尺寸分别为19.6 nm,25.1nm.在紫外光(λ≤387)照射下以有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)及无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,DCP)的光催化降解为探针反应,研究了介质pH条件和光催化剂ZnS用量对光催化反应的影响,表明pH=10、光催化剂用量为50 mg条件下以Na2S为硫源制得的ZnS活性较好,能使RhB在70 min内褪色完全,呈现出ZnS量子点的量子尺寸效应.同时,此实验条件下11 h对2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,DCP)的深度氧化矿化率为90%.用酶催化分光光度法和苯甲酸荧光光度法分别跟踪测定了催化反应过程中产生的H2O2和.OH,表明量子点ZnS对有毒有机物的光催化氧化过程涉及H2O2和.OH的氧化历程.     

固体超强酸S_2O_8~(2-)/TiO_2-ZrO_2催化合成三氟甲基硝基苯

以固体超强酸S2O82-/TiO2-ZrO2为催化剂,浓硝酸为硝化剂对三氟甲苯进行硝化,考察催化剂的制备条件对催化活性的影响,以及反应时间、催化剂用量等因素对硝化反应的影响.结果表明:将TiO2-ZrO2用0.75 mol/L(NH4)2S2O8溶液浸泡12 h,并在600℃条件下焙烧3 h,可得到较高的催化活性;当固体超强酸催化剂S2O82-/TiO2-ZrO2用量为三氟甲苯质量的15%,反应4 h,三氟甲苯的转化率可达68.7%以上;催化剂具有较好的重复使用性能.     

不同络合剂对Pd/MWCNTs催化剂的甲酸电催化氧化性能影响

以添加Na2CO3和NH3.H2O为络合剂的微波多元醇法制备碳纳米管载Pd催化剂(Pd/MWCNTs),并考察了络合剂对催化剂甲酸电催化氧化性能的影响。结果表明,NH3.H2O络合剂制备的Pd/MWCNTs催化剂,其Pd晶粒平均粒径最小(5.2 nm),对甲酸氧化的催化活性和稳定性最好。NH3.H2O与PdCl2能形成络合物,可能会促进微波合成中碳纳米管上形成均匀分散且较小粒径的Pd粒子,因此提高了催化剂的甲酸氧化催化性能。     

有机锡化合物催化合成碳酸二甲酯的密度泛函理论研究

采用DMol3密度泛函理论方法研究了二丁基二甲氧基锡催化氨基碳酸甲酯合成碳酸二甲酯的能量变化和电子性质.研究结果表明,在没有催化剂的作用下,氨基碳酸甲酯与甲醇反应的活化能为142.7 kJ/mol.在二丁基二甲氧基锡的催化作用下,氨基碳酸甲酯与甲醇的关键两步反应的活化能分别为107.1和77.0 kJ/mol.对部分化合物进行了自然键轨道（NBO）分析,计算结果表明,由于催化剂的参与,二丁基二甲氧基锡与氨基碳酸甲酯形成的中间物改变了氨基碳酸甲酯的电子性质,提高了羰基碳的正电性和氮的负电性,有利于羰基碳的亲电性和氮的亲核性,因而降低了反应的活化能.     

H3PW6Mo6O40/SiO2催化合成4-苯基-6-甲基-5-乙氧羰基-3,4-二氢嘧啶-2（H）-酮

采用溶胶-凝胶法制备H3PW6Mo6O40/SiO2催化剂,以苯甲醛,乙酰乙酸乙酯和尿素为原料,无水乙醇为溶剂催化合成4-苯基-6-甲基-5-乙氧羰基-3,4-二氢嘧啶-2(H)-酮,研究结果表明:反应物的摩尔比、反应温度、催化剂用量和反应时间是影响4-苯基-6-甲基-5-乙氧羰基-3,4-二氢嘧啶-2(H)-酮合成收率的重要因素.当n(苯甲醛)∶n(乙酰乙酸乙酯)∶n(尿素)=1.0∶1.2∶1.5,反应温度为90℃,催化剂的用量占反应物料总质量的1.5%,反应时间为75min时,产品收率可达70.3%.通过熔点、IR、1 H NMR和MS对合成目标化合物进行了表征确认.