溶剂在反应控制相转移催化反应中的影响

本文主要探讨了溶剂在反应控制相转移催化反应中的影响。反应控制相转移催化体系兼具均相催化与多相催化的优点,既解决了均相催化中催化剂难以回收的问题又克服了多相催化中反应速率慢、反应时间较长、活性组分易流失以及选择性较低的缺点。催化剂在反应体系中所表现出来的反应控制相转移特性不仅和本身的阴离子、阳离子组成有关,还和体系中溶剂的种类密切相关。合适的溶剂不但可以提高底物的转化率以及产物的产率,同时还有利于催化剂的回收。本文就溶剂在多种反应控制相转移催化体系中的影响进行了综述,包括烯烃环氧化、醇氧化制备醛/酮、酯化、烯/醇氧化制备二元羧酸、缩醛反应、氧化脱硫、羟基化反应以及Se催化还原等体系。最后,对目前催化体系中存在的问题提出了可能的解决方案并对反应控制相转移催化体系在其他方面的潜在应用和发展进行了展望。     

磷钼杂多蓝作为反应控制相转移催化剂

设计合成了第一个由磷钼杂多蓝作为反应控制相转移催化剂的反应体系,用于对环己烯进行催化环氧化,苯甲醇进行催化氧化.在体系中,催化剂以均相的方式催化反应,以多相的方式分离回收.催化剂显示了很高的催化活性和稳定性.在催化氧化苯甲醇的反应中,H₂O₂的利用率为100%,苯甲醛的选择性为100%.     

水溶性金属卟啉应用于催化反应的研究进展

综述了水溶性金属卟啉作为催化剂应用于均相或非均相的催化反应的研究进展,重点介绍了水溶性金属卟啉在水或水与有机溶剂混合介质中催化底物氧化反应的催化性能,其中包括烷烃的羟基化,烯烃的环氧化,含氧、含硫及含氮化合物的氧化反应.另外水溶性金属卟啉还可用于催化Suzuki-Miyaura反应、氧化偶联反应、C=C氧化断裂反应等.水溶性金属卟啉催化剂具有水溶性、催化效率高、反应条件温和等优点,因此将在催化反应特别是氧化反应中得到更广泛的应用.     

H15Li4V12B32O84催化烯烃环氧化及其催化氧转移行为的研究

 在异丁醛存在下,用催化剂H15Li4V12B32O84催化烯烃环氧化反应. 结果表明,H15Li4V12B32O84是一种有效的烯烃环氧化催化剂. 51V NMR谱研究表明,化学位移在-568.9的钒物种是反应过程中的活性中间体. 根据烯烃环氧化控制实验中 1H NMR和 51V NMR谱的研究结果,提出了过氧钒物种是烯烃环氧化反应的主要活性物种,并假设了H15Li4V12B32O84催化烯烃环氧化反应的机理.     

胺基修饰的ZnPS-PVPA固载手性salen Mn(Ⅲ)高效催化非功能化烯烃不对称环氧化反应

手性环氧化物是用途很广的中间体,通过区域和立体选择性开环反应,手性环氧化物能转化为多种对映纯的手性化合物.烯烃不对称环氧化反应是制备光学活性环氧化物的重要途径,在医药、农药和香料等精细化学品合成中具有非常重要的意义.由于salen Mn(Ⅲ)化合物在非官能团化烯烃的不对称环氧化反应中表现出高的催化活性和对映选择性,以及相对于均相手性催化,非均相手性催化具有产品易于分离和催化剂可重复利用等优点,因而成为手性催化领域的研究热点.近年来关于手性salenMn(Ⅲ)化合物的固载化研究受到广泛关注.虽然均相Mn(salen)催化剂在不对称环氧化反应方面已取得很大进展,但是在反应后处理、催化剂分离回收以及产品纯化方面也存在一定缺陷.多相salen Mn(Ⅲ)催化体系与均相催化体系相比,具有催化剂易分离回收、环境友好、产物易纯化、操作成本低和可以使用连续流反应器以及大规模生产等优点.因为在均相催化体系中,Mn(salen)Cl可能形成无活性的μ-oxo-Mn(Ⅳ)二聚体,而将salen Mn(Ⅲ)催化剂固载后则可以抑制这种二聚体的形成,并且将salen Mn(Ⅲ)催化剂多相化之后还可以促使活性位点的分离,进而增加催化剂的稳定性和保持单催化活性中心的高催化活性.本课题组近年来探索了磷酸锆与聚苯乙烯这类典型的有机功能高分子的复合,制备了一系列有机-无机杂化材料如聚(苯乙烯-异丙烯膦酸)-磷酸氢锆(ZPS-IPPA)和聚(苯乙烯-苯乙烯基膦酸)-磷酸氢锆(ZPS-PVPA),以这一系列材料为载体,通过对载体中的苯环进行氯甲基化,再接枝磺烃基、胺基或苯氧基等连接基团制备了多种非均相手性salen Mn(Ⅲ)催化剂.所制备的这些多相催化剂在催化活性、稳定性和循环使用性等方面显示出优良性能.本文在上述研究基础上,在ZnPS-PVPA的苯环上引入氯甲基,然后通过接枝芳香二胺和脂肪二胺最后轴向配位固载手性salen Mn(Ⅲ),实现了手性salen-Mn(Ⅲ)均相催化剂的多相化.并运用FT-IR,UV-Vis,XRD,TG,TEM,SEM和N2吸附-脱附等测试手段对多相催化剂进行了表征.分别以NaClO、m-CPBA和NaIO4为氧化体系考察了固载手性salen-Mn(Ⅲ)催化剂催化苯乙烯、α-甲基苯乙烯及茚的不对称环氧化反应的性能,对不同的氧化体系存有选择性;同时考察了温度、时间及溶剂等因素对催化性能的影响.考察了不同连接基团修饰的ZnPS-PVPA固载的手性salen-Mn(Ⅲ)在催化烯烃环氧化方面是否具有很好的催化性能和对映选择性.考察了助催化剂在不同的氧化体系中是否扮演着不同的角色.催化数据显示,助催化剂NMO和咪唑在催化反应中起着不同的作用.在m-CPBA氧化体系中,添加助催化剂NMO不但不能改善催化性能反而降低催化活性;在NaIO4氧化体系中,添加助催化剂咪唑略微改善了催化性能.选择催化效果最好的催化剂在m-CPBA催化体系中考察其重复使用性能,结果表明,多相催化剂经过9次循环使用,仍然显示出较好的催化性能.选择催化性能最好的多相催化剂进行环氧化反应的放大反应,结果显示,当放大倍数达到100倍时仍显示出与实验计量相当的催化性能,其转化率和ee值最高均可超过99％,具有潜在的工业应用价值.     

胺基修饰的ZnPS-PVPA固载手性salen Mn(Ⅲ)高效催化非功能化烯烃不对称环氧化反应（英文）

手性环氧化物是用途很广的中间体,通过区域和立体选择性开环反应,手性环氧化物能转化为多种对映纯的手性化合物.烯烃不对称环氧化反应是制备光学活性环氧化物的重要途径,在医药、农药和香料等精细化学品合成中具有非常重要的意义.由于salen Mn(III)化合物在非官能团化烯烃的不对称环氧化反应中表现出高的催化活性和对映选择性,以及相对于均相手性催化,非均相手性催化具有产品易于分离和催化剂可重复利用等优点,因而成为手性催化领域的研究热点.近年来关于手性salen Mn(III)化合物的固载化研究受到广泛关注.虽然均相Mn(salen)催化剂在不对称环氧化反应方面已取得很大进展,但是在反应后处理、催化剂分离回收以及产品纯化方面也存在一定缺陷.多相salen Mn(III)催化体系与均相催化体系相比,具有催化剂易分离回收、环境友好、产物易纯化、操作成本低和可以使用连续流反应器以及大规模生产等优点.因为在均相催化体系中,Mn(salen)Cl可能形成无活性的μ-oxo-Mn(IV)二聚体,而将salen Mn(III)催化剂固载后则可以抑制这种二聚体的形成,并且将salen Mn(III)催化剂多相化之后还可以促使活性位点的分离,进而增加催化剂的稳定性和保持单催化活性中心的高催化活性.本课题组近年来探索了磷酸锆与聚苯乙烯这类典型的有机功能高分子的复合,制备了一系列有机-无机杂化材料如聚(苯乙烯-异丙烯膦酸)-磷酸氢锆(ZPS-IPPA)和聚(苯乙烯-苯乙烯基膦酸)-磷酸氢锆(ZPS-PVPA),以这一系列材料为载体,通过对载体中的苯环进行氯甲基化,再接枝磺烃基、胺基或苯氧基等连接基团制备了多种非均相手性salen Mn(III)催化剂.所制备的这些多相催化剂在催化活性、稳定性和循环使用性等方面显示出优良性能.本文在上述研究基础上,在ZnPS-PVPA的苯环上引入氯甲基,然后通过接枝芳香二胺和脂肪二胺最后轴向配位固载手性salen Mn(III),实现了手性salen-Mn(III)均相催化剂的多相化.并运用FT-IR,UV-Vis,XRD,TG,TEM,SEM和N2吸附-脱附等测试手段对多相催化剂进行了表征.分别以NaClO、m-CPBA和NaIO_4为氧化体系考察了固载手性salen-Mn(III)催化剂催化苯乙烯、α-甲基苯乙烯及茚的不对称环氧化反应的性能,对不同的氧化体系存有选择性;同时考察了温度、时间及溶剂等因素对催化性能的影响.考察了不同连接基团修饰的ZnPS-PVPA固载的手性salen-Mn(III)在催化烯烃环氧化方面是否具有很好的催化性能和对映选择性.考察了助催化剂在不同的氧化体系中是否扮演着不同的角色.催化数据显示,助催化剂NMO和咪唑在催化反应中起着不同的作用.在m-CPBA氧化体系中,添加助催化剂NMO不但不能改善催化性能反而降低催化活性;在NaIO_4氧化体系中,添加助催化剂咪唑略微改善了催化性能.选择催化效果最好的催化剂在m-CPBA催化体系中考察其重复使用性能,结果表明,多相催化剂经过9次循环使用,仍然显示出较好的催化性能.选择催化性能最好的多相催化剂进行环氧化反应的放大反应,结果显示,当放大倍数达到100倍时仍显示出与实验计量相当的催化性能,其转化率和ee值最高均可超过99%,具有潜在的工业应用价值.     

键联聚乙二醇高分子担载锰（Ⅲ）卟啉的合成及催化烯烃环氧化反应性…

本文研究了键联聚乙二醇高分子担载锰（Ⅲ）卟啉的合成，以及在ＣＨ２Ｃｌ２／Ｈ２Ｏ两相体系中催化苯乙烯环氧化反应的性能，探索了催化反应体系中溶液ｐＨ值、ＮａＯＣｌ浓度、轴向配体及相转移催化剂对催化反应的影响。结果说明键联聚乙二醇高分子担载锰（Ⅲ）卟啉是烯烃环氧化反应的一种有效催化剂，其中聚乙二醇链可以络合Ｎａ，使ＯＣｌ富集于金属卟啉周围，起到较好的相转移催化作用。在催化反应的各影响因素中，水相ｐＨ值对     

MCM-41固载Co席夫碱配合物的制备及其催化烯烃环氧化的研究

环氧化合物作为有机合成中间体具有广泛应用,催化烯烃环氧化一直是催化化学中的一个重要课题[1～2].尽管已经报道了以过酸、过氧化氢、烷基过氧化物、或分子氧为氧化剂,以金属配合物(通常为钌、钼、钛的配合物)为催化剂的反应体系,但对环氧化物的选择性却很低[3].另外,除了需探索具有高选择性的催化体系外,应用分子氧或空气作为氧化剂更适宜于经济和安全的要求.目前,在以分子氧作为氧化剂,均相催化烯烃环氧化的研究中,应用醛类化合物作为氧转移试剂是一种有效的和方便的促进烯烃环氧化的方法[4].但是,均相催化剂难于分离和重复使用,因此…     

溶剂和杂多酸盐中季铵阳离子对环已烯环氧化反应上转移催化的影响

考察了溶剂和催化剂Q3[PO4（WO3）4]中季铵盐阳离子对环已烯环氧化反应的影响，在环已烯环氧化反应中，以氯仿和叔丁醇为溶剂时，环氧化反应的结果最好，当催化剂中季铵盐阳离子的碳数适合时，才能形成反应控制相转移催化过程，催化剂本身不溶于反应体系，但在过氧化氢的作用下形成可溶于反应体系的活性物种，均相地催化环氧化反应，当过氧化氢消耗尽时，催化剂又恢复到起始结构并从反应体系中析出。     

水溶性铑膦配合物催化烯烃氢甲酰化反应研究进展

 水/有机两相体系中水溶性铑膦配合物催化的烯烃氢甲酰化反应由于具有环境友好和催化剂容易分离等优点而受到广泛关注. 其中水溶性催化剂体系已经用于丙烯氢甲酰化反应制备丁醛的工业化生产. 然而, 长链烯烃在含有催化剂的水相中溶解性较差, 反应速率较慢. 综述了有关加速水/有机两相体系中长链烯烃氢甲酰化反应的方法和进展, 包括使用具有表面活性的膦配体, 以及在催化体系中添加环糊精和表面活性剂等促进剂. 另外, 还讨论了有关内烯烃氢甲酰化反应和提高直链醛选择性的方法.     

聚乙烯负载氮叶立德催化的二氢呋喃衍生物的高选择性合成

利用（O-NX）TiCl3非茂聚烯烃催化剂实现了乙烯和4-(10-十一烯)-吡啶的共聚合反应,成功将吡啶基团负载在聚乙烯上,在5mol%负载的吡啶和1mol%卟啉铁的催化作用下,此聚合物作为负载型催化剂可以高效地催化重氮化合物与双拉电子Michael受体的反应,高产率、高非对映选择性地得到二氢呋喃衍生物. 催化剂至少可以回收3次,反应收率均大于90%. 该催化反应具有分离和纯化方便、催化剂可回收利用、催化剂无挥发性的特点.     

用于金属催化剂表征的微量热研究进展

催化反应过程伴随着气体分子与催化剂活性中心之间键的形成与转化,并以热量的形式表现出来.采用Tian-Calvet型微量热量计测量这些热量,则可能从能量角度研究气体分子在催化剂表面上的吸附与反应行为,为探索催化剂反应性能及机理提供依据.微量热量计与真空系统相结合的吸附量热技术已经广泛用于催化研究.本文总结了近十年来吸附量热技术在金属催化剂研究中的应用,阐述了这种技术在活性中心表征和反应性能关联方面的研究进展.此外,还介绍了我们研究组发展的脉冲量热装置进行催化反应过程研究的最新进展.     

Catalytic Selective Synthesis

Complete control of the product of a catalytic reaction can be achieved on the basis of catalyst structure, even when the reaction conditions are nearly identical. Catalyst‐controlled selectivity is well established for enantioselective catalysis but less formulated for catalytic regio‐, chemo‐, or product‐selective reactions. This Review describes selective transformations of the same starting materials into two or more different products simply by the choice of catalyst. By collecting and highlighting examples of selective catalysis, we hope that the field will be encouraged by the progress that has been made while bringing attention to unmet needs in the design and mechanistic understanding of selective catalysts.     

Pt-BaO催化剂的NOx储存-还原化学及结构-性能关系

NOx储存-还原(NSR)技术是目前稀燃汽车尾气中NOx消除的最有前景的催化技术之一,NSR催化过程中稀燃/富燃条件的交替运行、NSR催化剂上化学计量反应与催化反应的耦合赋予了NSR催化过程迥异于常规连续流动气固相催化反应的特点.本文首先介绍了目前人们对Pt-BaO催化剂上NSR基本化学过程的认识;在此基础上,结合本研...     

One‐Pot Consecutive Catalysis by Integrating Organometallic Catalysis with Organocatalysis

The present study integrates two types of catalysis, namely, organometallic catalysis and organocatalysis in one reaction pot. In this process, the product of the first catalytic cycle acts as catalytic component for next catalytic cycle. The abnormal N‐heterocyclic carbene–copper‐based organometallic catalyst acts as an efficient catalyst for a click reaction to provide triazole, which, in turn, acts as an efficient organocatalyst for different organic transformations, for example, aza‐Michael addition and multicomponent reactions, in a consecutive fashion in the same reaction pot.     

Catalytic Approaches to Multicomponent Reactions: A Critical Review and Perspectives on the Roles of Catalysis

In this review, we comprehensively describe catalyzed multicomponent reactions (MCRs) and the multiple roles of catalysis combined with key parameters to perform these transformations. Besides improving yields and shortening reaction times, catalysis is vital to achieving greener protocols and to furthering the MCR field of research. Considering that MCRs typically have two or more possible reaction pathways to explain the transformation, catalysis is essential for selecting a reaction route and avoiding byproduct formation. Key parameters, such as temperature, catalyst amounts and reagent quantities, were analyzed. Solvent effects, which are likely the most neglected topic in MCRs, as well as their combined roles with catalysis, are critically discussed. Stereocontrolled MCRs, rarely observed without the presence of a catalytic system, are also presented and discussed in this review. Perspectives on the use of catalytic systems for improved and greener MCRs are finally presented.     

Dual catalysis: combining photoredox and Lewis base catalysis for direct Mannich reactions

A dual catalytic system combining photoredox and Lewis base catalysis has been developed. By the appropriate choice of light source and catalyst, the photoredox cycle can be optimally modulated to match the base catalyzed reaction cycle to provide the corresponding products under mild reaction conditions.     

Peroxotungstate immobilized on ionic liquid-modified silica as a heterogeneous epoxidation catalyst with hydrogen peroxide

Peroxotungstate immobilized on ionic liquid-modified SiO2 is capable of heterogeneously epoxidizing a wide range of olefins with the maintenance of the catalytic activity of homogeneous analogue. The epoxidation was immediately stopped by the removal of the catalyst, and no tungsten species could be found in the filtrate after the removal of the catalyst. These results can rule out any contribution to the observed catalysis from the tungsten species that leached into the reaction solution, and the observed catalysis is truly heterogeneous in nature. Furthermore, the catalyst was reusable without the loss of the catalytic performance.     

Catalysis of Radical Reactions: A Radical Chemistry Perspective

The area of catalysis of radical reactions has recently flourished. Various reaction conditions have been discovered and explained in terms of catalytic cycles. These cycles rarely stand alone as unique paths from substrates to products. Instead, most radical reactions have innate chains which form products without any catalyst. How do we know if a species added in “catalytic amounts” is a catalyst, an initiator, or something else? Herein we critically address both catalyst‐free and catalytic radical reactions through the lens of radical chemistry. Basic principles of kinetics and thermodynamics are used to address problems of initiation, propagation, and inhibition of radical chains. The catalysis of radical reactions differs from other areas of catalysis. Whereas efficient innate chain reactions are difficult to catalyze because individual steps are fast, both inefficient chain processes and non‐chain processes afford diverse opportunities for catalysis, as illustrated with selected examples.     

NiSe2-CoSe2 with a Hybrid Nanorods and Nanoparticles Structure for Efficient Oxygen Evolution Reaction

Hetero-structure induced high performance catalyst for oxygen evolution reaction(OER)in the water splitting reaction has received increased attention.Herein,we demonstrated a novel catalyst system of NiSe₂-CoSe₂ consisting of nanorods and nanoparticles for the efficient OER in the alkaline electrolyte.This catalyst system can be easily fabricated via a low-temperature selenization of the solvothermal synthesized NiCo(OH)x precursor and the unique morphology of hybrid nanorods and nanoparticles was found by the electron microscopy analysis.The high valence state of the metal species was indicated by X-ray photoelectron spectroscopy study and a strong electronic effect was found in the NiSe₂-CoSe₂ catalyst system compared to their counterparts.As a result,NiSe₂-CoSe₂ exhibited high catalytic performance with a low overpotential of 250 mV to reach 10 mA·cm^-2 for OER in the alkaline solution.Furthermore,high catalytic stability and catalytic kinetics were also observed.The superior performance can be attributed to the high valence states of Ni and Co and their strong synergetic coupling effect between the nanorods and nanoparticles,which could accelerate the charge transfer and offer abundant electrocatalytic active sites.The current work offers an efficient hetero-structure catalyst system for OER,and the results are helpful for the catalysis understanding.