1. 研究目的与意义
钯催化剂被广泛应用于现代有机合成之中,是合成有机化合物中的c-c键最常使用的催化剂。对于c-c键的合成,suzuki偶联和heck偶联是主要的合成反应,在这类反应中,常常应用均相钯催化剂,因为其具有活性高、选择性好的特点,这就让所催化的偶联反应速率快、产率高,同时,这类反应的产物在药物产品、染料、以及半导体等功能性材料等领域有着重要作用,使得对催化剂的需求量很大。在suzuki反应中,常用的均相催化剂是钯-膦配体络合物和肟类环钯络合物。近年来,钯-氮杂环卡宾络合物引起了广泛关注,已成为suzuki反应的又一类高效催化剂。随着科学技术的发展以及科研工作者的努力,已经发现以及研究出了许多的钯催化剂,而且一些新型的钯催化剂也正在不断被开发出来,这些催化剂可以使suzuki偶联应用到更宽的底物范围中,官能团的耐受性更高,且催化剂用量更少。所有这些催化剂中,尽管金属钯盐与各种各样配体诸如膦配体和氮杂环卡宾配体的联合使用可以给出非常高的收率,且催化剂的效率也非常高,但所使用的催化剂中,配体的合成步骤一般都比较长且成本很高,而且一般情况下催化剂还无法回收。由于纳米钯催化剂的各种优点,它们是更有效、更实用且更有前景的催化剂,使用低的催化剂量在更温和的条件下就可以给出高的催化活性和高的收率,而且在这方面,已经取得了许多突破性的进展。2002年,hyeon等,报道了中空纳米钯球催化剂催化碘代芳烃与芳基硼酸的偶联反应,该体系使用3mol%的催化剂在回流条件下取得了非常高的收率。scheuermann等人于2009年报道了使用氧化石墨(go)和化学衍生的石墨烯(cdg)作为载体制备的纳米钯催化剂用于催化溴代芳烃与芳基硼酸的偶联反应,在0.25mol%的催化剂用量下,反应都取得了比较好的结果。然而该体系的催化剂的重复利用情况不是很理想。
2. 研究内容和预期目标
实验内容如下:
1、设计合成一种磁性可回收纳米粒子负载钯催化剂:
(1)空白磁性纳米载体的制备;
3. 研究的方法与步骤
1.磁性纳米钯催化剂的合成
(1)空白磁性纳米载体的制备
将四氧化三铁加入乙醇中超声震散,加入浓氨水调节ph至10-11,然后向其中缓慢滴加正硅酸四乙酯,得到硅胶包裹的纳米四氧化三铁。
4. 参考文献
[1] zhang q,zhao x, wei h x, et al. silica-coated nano-fe3o4-supported iminopyridine palladium complex as an active, phosphine-free andmagnetically separable catalyst for heck reactions[j]. appl organometal chem,2017, 31: e3608.
[2] 张强, 李继航, 赵鑫. 磁性纳米粒子负载亚胺吡啶钯催化suzuki反应研究[j]. 有机化学, 2016, 36: 130-136.
5. 计划与进度安排
(1)2022-3-5~2022-3-16(第一、二周)在查阅文献资料的基础上,写出开题报告。
(2)2022-3-19~2022-5-4(第三周到第九周)完成催化剂的合成实验。
(3)2022-5-7~2022-5-11(第十周)完成所制备催化剂的结构表征。
