双亲性碳球负载纳米钯催化水相有机反应的研究

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随着环境问题的日益突出,人们对“绿色化学”的呼声越来越高。实现水相中的有机反应成为人们最为关注的热点之一。同时,由于传统的均相催化剂难以回收利用,造成了对环境的污染和经济成本的增加。近年来,使用负载型催化剂来进行有机反应成为了一个发展趋势。本文利用实验室前期工作中报道的双亲性碳球(PHCSs)为载体,制备了负载型纳米Pd催化剂,并通过利用催化剂的双亲性,来实现水相中的Heck反应和生物燃料提质反应。  本研究主要内容包括:⑴以碳球为载体,利用乙醇还原PdCl2的方法成功制备了Pd/PHCSs催化剂。Pd/PHCSs能够高效催化DMF中的Heck反应;对于纯水中卤代苯与丙烯酸的两相反应,在不添加相转移助催化剂的情况下,也可达到90%以上的产率;催化剂回收利用四次后,产率仍在90%以上,没有明显的活性损失。⑵以180℃碳化的碳球为载体,利用硼氢化钠还原PdCl2的方法成功制得了Pd/P180催化剂。该催化剂在H2压力200 psi和温度150℃条件下,可实现香兰素100%转化为2-甲氧基-4-甲基苯酚。经碱溶液处理后的Pd/P180-Alkali催化剂,在1MPa和130℃条件下即可实现这一过程。我们发现,载体的极性在水相反应中起了至关重要的作用。通过调变载体极性可以改变催化剂的活性,载体的亲水性越强,催化活性和选择性就越好。这种极性可调的负载型催化剂对于香兰素加氢反应具有很好的活性和回收利用性,对于其它生物燃料提质反应,也会有广阔的应用前景。
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