Keggin型杂多酸催化剂的合成、表征和催化性能研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Gaosboy
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杂多酸是一类人们所熟知的无机化合物,其显著特征是兼有酸性和氧化还原性,而且可以通过改变构成原子(抗衡离子,杂原子和配位原子),在一定范围内进行调控。作为酸性和氧化还原性的双功能催化剂,以其催化活性高、选择性好、反应条件温和及不腐蚀设备等优点,一直是催化领域研究的热点。本论文的研究工作主要集中在以下几方面:   1、Keggin型杂多酸催化2-甲基萘制2-甲基萘醌的选择性氧化研究   合成了一系列的Keggin型杂多酸,采用元素分析、IR等波谱学方法对催化剂进行了表征。用过氧化氢做氧化剂,Keggin型杂多酸做催化剂,在温和的条件下,对2-甲基萘的选择性氧化进行了系统的研究,发现这一方法具有反应活性高,工艺操作简单,绿色环保等特点。并推测了催化氧化反应可能的反应机理。以杂多酸H3PW12O40为催化剂考察了过氧化氢的量、反应时间和反应温度对催化反应的影响。实验发现,在催化氧化2-甲基萘制2-甲基萘醌的反应中,H3PW12O40具有最好的产率和选择性,最适宜的反应条件是:乙酸做溶剂,反应时间12小时,温度100℃。   2、Keggin型杂多酸催化的缩合制氮磺酰亚胺的反应研究   由于氮磺酰亚胺在有机合成上的重要作用,新的合成方法的探索一直具有重要价值。合成了一系列的Keggin型杂多酸,采用元素分析、IR等波谱学方法对催化剂进行了表征。在无溶剂条件下,使用杂多酸H3PW12O40为催化剂,研究了其对苯甲醛和对甲基苯磺酰胺的缩合反应的影响,系统考察了催化剂用量、反应时间和反应温度对缩合反应的影响。研究发现这个反应体系具有环境影响低、产率高、反应时间短、催化剂和产品易分离和重复活性好等优点。   3、Keggin型杂多酸催化的aza-Michael加成反应   Michael加成反应是生成C-C,C-S,C-N键的重要反应,β-氨基酮/酯在有机合成和医药中间体方面有重要广泛的应用。合成了一系列的Keggin型杂多酸,采用元素分析、IR等波谱学方法对催化剂进行了表征。在无溶剂条件下,使用杂多酸H3PW12O40为催化剂,研究了苯磺酰胺和α,β-不饱和酯的aza-Michael加成反应。系统考察了催化剂用量、反应时间和反应温度对缩合反应的影响。研究发现这个反应体系具有环境绿色友好、产率高、选择性好、催化剂和产品易分离和重复活性好等优点。
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