基于空壳介孔硅的负载型催化剂制备及其催化性能研究.doc

基于空壳介孔硅的负载型催化剂制备及其催化性能研究利用介孔硅为载体,探讨制备负载有机金属催化剂的方法并研究其在各类催化反应中的应用已经吸引很多研究者的关注。这些研究不仅有利于昂贵金属的回收再利用,而且可获得高效高选择性的负载型催化剂,具有很大的潜在应用价值。但是,常规的介孔硅纳米粒子存在着传输速度慢而导致催化反应效率下降的缺陷,因此采用具有空壳结构的介孔硅为载体来构建负载型催化剂,可利用空壳硅大的空腔有利于提升催化反应的催化效率,特别是在串联反应的应用具有很大的优势。本论文正是针对常规介孔硅纳米粒子存在着传输速度慢的问题,采用空壳结构的介孔硅为载体构筑了两类负载型催化剂。本论文主要研究内容分为如下两部分。1)空壳结构的介孔硅铝催化剂的制备及在在迈克尔加成/环化及狄尔斯-阿尔德反应中的应用:采用共缩聚的方法,通过正硅酸酯和异丙醇铝的缩合获得了一种具有路易斯酸性和质子酸性的空壳结构的介孔硅铝催化剂;通过催化反应条件的优化,实现了温和反应条件下在邻氨基查尔酮类化合物的迈克尔加成/环化反应中表现高的催化效率;该类催化剂也可以用于分子间的狄尔斯-阿尔德催化反应,表现出优异的催化性能;催化剂可高效回收再利用,重复使用七次仍然表现出良好的反应活性。2)空壳结构的热敏性手性钌催化剂的制备及在迈克尔加成/还原的不对称串联反应的应用:采用共缩聚法,合成了空壳结构的介孔硅材料,进行表面官能化再包裹丙烯酰胺温敏聚合物,负载金属钌后成功制备了一种空壳结构的热敏性手性钌催化剂;该催化剂在一步制备手性氨基醇的串联反应中具有很好的活性和立体选择性,可得到高达90%的产率和96%的ee值;该催化剂具有一定的温度响应特点,可以利用温度变化来控制反应转化;催化剂可回收并再利用,循环使用八次后依然具有较好的立体选择性和催化活性。