醇氧化催化剂的合成及其性能研究

【摘要】： 本论文由以下六部分组成：第一部分：综述 从醇在非金属催化剂作用下的催化氧化和在金属催化剂作用下的催化氧化两个方面分别综述了当前醇催化氧化研究领域内的进展。在非金属催化氧化部分，重点从均相催化和非均相催化两个方面介绍了最常用的催化剂TEMPO及其组合催化体系在醇非金属催化氧化研究中的应用。在金属催化部分，首先阐述了醇在金属催化氧化下氧化的机理，介绍了反应体系进行优化的方法，然后分十个方面从不同金属催化体系介绍了醇在金属催化剂作用下的催化氧化研究进展。这十个部分分别为：(1)钌金属配合物催化体系；(2)钯金属配合物催化体系；(3)铬金属／金属氧化物氧化体系；(4)铜(I)金属配合物催化氧化体系；(5)锰金属配合物催化氧化体系；(6)铁金属配合物催化体系；(7)钴金属配合物催化体系；(8)锇金属化合物催化-氧化体系；(9)双金属催化体系；(10)其它过渡金属催化体系。最后进行了简短的总结。第二部分：催化剂的合成及其表征 先用化学方法，以1，10-邻菲罗啉、8-羟基喹啉和2，2’-联吡啶为配体，Ru(Ⅲ)为配离子，合成了五种小分子含Ru(Ⅲ)配合物催化剂Phen-Ru-Phen，Phen-Ru-Quin，Phen-Ru-Bipy，Quin-Ru-Bipy,Quin-Ru-Quin。随后用氯球(氯甲基化聚苯乙烯)作为载体，以5-氨基邻菲罗啉为小分子配体，Ru(Ⅲ)为配离子，合成了高分子担载型配合物催化剂PS-Phen-Ru，并通过用小分子化合物8-羟基喹啉、2，2’-联吡啶和1，10-邻菲罗啉修饰PS-Phen-Ru的外围结构，合成了三种担载型Ru(Ⅲ)配合物催化剂PS-Phen-Ru-Quin，PS-Phen-Ru-Bipy,PS-Phen-Ru-Phen。最后用沉积的方法将Ru(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)负载于无机高分子坡缕石上，合成了坡缕石负载型催化剂Ru/PLS和Pd/PLS。运用IR，ICP，XPS等方法表征了催化剂的结构。第三部分：小分子Ru(Ⅲ)催化剂对醇的催化氧化性能研究 屡哇‘笋夕斑次‘ 中友摘要 2004年5月 分别以小分子Ru(111)配合物phen一Ru一phen，phen一Ru一Quin，phen一Ru一Bip丫 Quln一Ru一Quln和Quin一Ru一Bipy作为催化剂，PhIO为氧化剂，首次研究了所合成 的小分子催化剂对醇类氧化的催化性能，并分别对各个催化氧化过程进行了优 化，提出了反应进行的最佳条件。最后分别在所得的最佳条件下研究了五种催化 剂作用下对苯甲醇等17种醇的催化氧化性能。催化氧化结果表明，所有的催化 剂都能对醇的氧化表现出良好的催化性能，而且底物转化率高(大多数达100%)， 选择性好(约100%)。在室温及适量的催化剂和PhIO存在下，可以在短时间内 实现苯甲醇的完全转化。特别是以哇琳配位的催化剂，其催化活性非常好，可以 在室温和1小时之内实现苯甲醇的完全转化。同时，这些小分子催化剂还对一些 脂肪醇如环己醇、正己醇、十二醇、p一苯乙醇的氧化表现出良好的催化活性。 第四部分二:高分子担载型催化剂PS一Phen.Ru对醇的催化氧化性能研究 首次以合成的高分子担载配合物PS一Phen一Ru作为催化剂，P址O为氧化剂， 先研究了其对苯甲醇氧化时的催化性能，提出了反应进行的最佳条件，然后在所 得的最佳条件下研究了其对苯甲醇等17种醇的催化氧化性能。结果表明，该高 分子担载配合物也是一类醇氧化良好的催化剂。在温和的条件下，可以在短时间 内实现底物的高效率转化。对于长链脂肪烷基醇的氧化，该催化剂也可表现出良 好的催化性能。 第五部分:担载催化剂ps一Phen一Ru一Quin，ps一phen一Ru一Bipy和Ps一phen一彻- Phen对醉的催化氧化性能研究 首次用小分子化合物8一轻基哇琳、2，2’一联毗咤和1，10一邻菲罗琳修饰的担载 型高分子金属配合物ps一Phen一Ru一Quin，Ps一Phen一Ru一Bipy及PS一Phen一Ru一Phen为 催化剂，PhIO为氧化剂，实现了醇的温和氧化。以苯甲醇为模型底物，分别提 出了各个反应进行的最佳条件，最后研究了它们对苯甲醇等17种醇氧化的催化 性能。结果表明，该催化剂可使苯甲醇等一系列醇在较温和的条件下实现完全转 化，对长链脂肪烷基醇的催化活性也很好，但对于二苯甲醇及其衍生物的催化活 性较低。 第六部分:坡缕石担载催化剂Ru您LS和PdlPLS对醇氧化的催化性能研究 西北方范丈岁护 对笋叱.工笋脱 中文摘要 2004年5月 首次以无机高分子坡缕石为载体，经与小分子无机金属盐RuC13和Pd(oAc)2 进行沉积后得到的担载复合物R切甲LS和Pd/PLS为催化剂，PhIO为氧化剂，考 察了对甲醇氧化的催化活性，得出了反应进行的最佳条件，并在此最佳条件下实 现了苯甲醇等17种醇的催化氧化。实验结果表明，所得的坡缕石担载催化剂是 一种可在温和条件下实现醇氧化的良好催化剂。由于坡缕石资源充分，该催化剂 在醇氧化过程中具有巨大的应用前景。