丙烯环氧化反应的高活性钼催化剂

在钼(Ⅵ),钒(Ⅴ)和钛(Ⅳ)等化合物存在下,丙烯与烷基过氧化氢的环氧化反应比传统的氯醇法有很多优点,其中以钼催化剂的性能最优,但目前报道的催化剂在反应过程中因易分解而降低了活性,并且丙烯与烷基过氧化氢的投料比过大(>3:1),丙烯循环次数过多。前文报道了钼烷基醇胺化合物对环已烯的环氧化反应,本文考察了钼烷基醇胺化合物对丙烯与叔丁基过氧化氢环氧化反应的催化性能。     

双二茂铁基醛亚胺钼（ＶＩ）配合物的合成及催化性能

通过二茂铁甲醛与丙二胺反应得到双二茂铁基醛亚胺配体N~1,N~3-双二茂铁亚甲基丙烷-1, 3-二胺(FcMP), FcMP与MoO_2Cl_2(THF)_2的四氢呋喃溶液作用, 合成了双二茂铁基醛亚胺钼(VI)配合物. 以配合物为催化剂, 叔丁基过氧化氢为氧化剂, 分别以苯乙烯和环己烯为底物, 考察了温度、时间、催化剂量及溶剂对于烯烃均相环氧化反应的催化性能的影响. 结果表明, 在最优实验条件下, 反应12 h, 环己烯的转化率为88%, 环氧环己烷的选择性为98%;苯乙烯的转化率为84%, 氧化苯乙烯的选择性为76%. 催化剂经简单分离可回收使用, 且催化活性基本保持不变. 同时对环氧化反应的机理进行了初步探讨.     

钼(Ⅵ)螯合物催化辛烯-1环氧化

本文研究了在钼(Ⅵ)螯合物催化下,用叔丁基氢过氧化物进行辛烯-1环氧化反应动力学。比较了不同配位基的钼(Ⅵ)螯合物催化性能的差异。配位基与钼(Ⅵ)的结合愈不牢固,反应速度常数愈大,而催化剂稳定性愈差。当存在过量给予体时,钼(Ⅵ)螯合物因解离受到抑制,则没有催化活性。如给予体适量,既可以保持催化剂的活性,又可增加催化剂的稳定性。     

可溶性钼催化的氧转移反应I.1,5-顺，顺-环辛二烯分步环氧化反应的动力学研究

研究了以可溶住钼为催化剂,叔丁基过氧化氢环氧化1,5-顺,顺-环辛二烯的反应动力学。主要产物为单环氧和双环氧化合物,按照一组动力学公式使用计算机模拟分析处理了实验数据,得出环氧化反应是分步进行的,首先产生单环氧产物然后进行第二步环氧化。从40—90℃温度范围内的速度常数求出两步反应的活化焓基本相同,使第二步反应明显减慢的原因在于两步的活化熵上的差别,这可归结于由于环氧基团的导人引起空间阻碍致使六价钼络合物难于与烯烃进一步配位。这是因为双烯是取顺,顺构型,从而使两个双键之间的空间更为拥挤,用体积较大的氧化剂过氧化羟基异丙苯溶液代替叔丁基过氧化氢不能得到双环氧产物也证实了这个推论。     

杂氮钼三环化合物催化环己烯与稀过氧化氢的环氧化反应

以杂氮钼三环化合物H[MoO_2(OCH_2CH_2)_3N](A)或H{MoO_2[CH(CH_3)CH_2]_3N}(B)和咪唑为混合催化剂体系,研究了相转移条件下,环己烯与30％过氧化氢的环氧化反应。咪唑对提高反应活性起了关键的作用,在咪唑与钼化合物的摩尔比为2:1时,活性最好。IR研究表明反应过程中生成的红色物质是具有催化烯烃环氧化活性的钼过氧化物。还采用UV谱研究了咪唑与催化剂母体之间的作用,咪唑催化钼(Ⅵ)与H_2O_2反应生成活性钼(Ⅵ)过氧化物中间体,并参与对中心金属的配位,实验测得咪唑对钼的最大配位数是3。     

负载型金基催化剂Au/Fe(OH)3催化苯乙烯环氧化反应

用共沉淀法制备了Au/Fe(OH)3催化剂, 以叔丁基过氧化氢为氧化剂, 考察焙烧温度和金担载量等对苯乙烯环氧化反应的影响. 结果表明, 催化剂的焙烧温度、金担载量对苯乙烯环氧化反应有较大影响. 在室温下直接合成的质量分数为4.67%的Au/Fe(OH)3催化剂对苯乙烯环氧化反应显示了很好的催化活性, 于80 ℃反应3 h苯乙烯的转化率达到84.1%, 环氧苯乙烷的选择性达到71.5%. 通过X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和Mössbauer分析, 发现催化剂的催化活性与金的价态及铁的化学存在状态有很大关系. 离子态Au3+与载体Fe(OH)3的协同作用对苯乙烯环氧化反应显示出很好的催化活性.     

铜配合物修饰的钼氧簇超分子化合物催化烯烃环氧化

近年来,含有过渡金属配合物和多金属氧酸盐的三维超分子化合物的合成与性能研究受到广泛关注.利用过渡金属配合物优良的可裁剪性和修饰性,可以对多金属氧酸盐化合物的结构和性质进行有效调控,进而构造出具有独特空间结构和性质的新型功能材料.这类材料往往具有多金属氧酸盐与过渡金属配合物两者结合的优点,在医学、光学、磁性材料、气体吸附材料及催化等领域显示出重要的学术研究价值和潜在的应用前景.然而,相比于在化合物合成及结构研究领域中的快速发展,过渡金属配合物修饰的多金属氧酸盐基化合物在催化领域中应用较少.本文采用水热合成法,以4,4′-联吡啶(bipy)或1,4′-双咪唑-1-甲基苯(bix)为氮杂环配体,合成了两个铜配合物修饰的钼氧簇超分子化合物催化剂,分别记为[Cu(bipy)]4[Mo15O47]·2H2O (1)和[Cu(bix)][(Cubix)(δ-Mo8O26)0.5](2).催化剂1中包含一个由铜的4,4′-联吡啶有机链修饰的钼氧簇链,催化剂2是由1,4′-双咪唑-1-甲基苯有机配体、铜离子和八钼酸盐构筑的具有自穿插结构的超分子化合物.通过以叔丁基过氧化氢为氧化剂的烯烃环氧化催化反应,考察了两种催化剂的催化性能.结果表明,催化剂1和2对环辛烯或1-辛烯环氧化反应表现出较高的催化活性,性能均明显优于未引入铜配合物的超分子化合物(H2bix)[(Hbix)2(γ-Mo8O26)]2·H2O (3);在相同反应条件下,催化剂1表现出更高的催化活性;溶剂种类显著影响催化剂的催化性能,以乙腈为溶剂时,苯乙烯环氧化反应主产物为苯甲醛(仅有很少量的环氧化合物),而以氯仿为溶剂时,环氧化合物选择性显著提高;中断实验和循环测试结果表明,催化剂1和2在1-辛烯环氧化反应中均表现出良好的稳定性和循环使用性. FT-IR和XRD表征结果证实,经多次循环使用后催化剂结构基本保持不变,表明催化剂具有良好的结构稳定性. XPS表征结果表明,催化剂1中钼的正电性高于催化剂2,这是由于配体类型不同及钼氧簇结构不同所致.拥有较高正电性的钼物种通常会表现出更高的催化烯烃环氧化反应能力,这可能是催化剂1的催化活性优于催化剂2的主要原因.此外,通过结构分析可以看出,催化剂1具有更开放的框架结构,这更有利于反应物扩散,继而使催化剂表现出更高的催化活性.需要指出的是,催化剂1和2中存在的铜配合物也可能直接作为新的活性中心参与对氧化剂的活化,继而对催化剂性能(活性和选择性)产生影响;此外,铜配合物与钼氧簇之间较强的相互作用使所形成的超分子化合物具有良好的结构稳定性,继而使这类超分子化合物催化剂表现出较为优异的稳定性和循环使用性.     

埃洛石表面修饰并负载salen钼高效催化烯烃环氧化反应（英文）

采用温和的化学表面改性和自组装方法成功制备了埃洛石纳米管负载salen钼(HNTs-SL-Mo)催化剂,运用透射电镜、X射线衍射、红外光谱、诱导偶合等离子体谱和X射线光电子能谱表征了催化剂的形态、大小和分散性等性质.结果证明了salen结构的存在和埃洛石配位钼催化剂的成功制备.制备的催化剂在各种烯烃的环氧化反应中均有很好的活性,且活性高于均相催化剂.对比实验表明,在固定Mo O(O2)2(DMF)2时,salen结构发挥了重要作用,不能用N原子作为单一配体来代替.本文还推测了钼和salen配体可能的连接方式和该催化剂催化烯烃环氧化反应的机理.该催化剂在重复使用8次后其活性未见明显下降,表现出优异的重复使用性能.由于埃洛石是一种廉价易得的材料,因此它可为设计效果独特的催化剂提供一个选择.     

铜配合物修饰的钼氧簇超分子化合物催化烯烃环氧化（英文）

近年来,含有过渡金属配合物和多金属氧酸盐的三维超分子化合物的合成与性能研究受到广泛关注.利用过渡金属配合物优良的可裁剪性和修饰性,可以对多金属氧酸盐化合物的结构和性质进行有效调控,进而构造出具有独特空间结构和性质的新型功能材料.这类材料往往具有多金属氧酸盐与过渡金属配合物两者结合的优点,在医学、光学、磁性材料、气体吸附材料及催化等领域显示出重要的学术研究价值和潜在的应用前景.然而,相比于在化合物合成及结构研究领域中的快速发展,过渡金属配合物修饰的多金属氧酸盐基化合物在催化领域中应用较少.本文采用水热合成法,以4,4′-联吡啶(bipy)或1,4′-双咪唑-1-甲基苯(bix)为氮杂环配体,合成了两个铜配合物修饰的钼氧簇超分子化合物催化剂,分别记为[Cu(bipy)]4[Mo15O47]·2H2O(1)和[Cu(bix)][(Cubix)(δ-Mo8O26)0.5](2).催化剂1中包含一个由铜的4,4′-联吡啶有机链修饰的钼氧簇链,催化剂2是由1,4′-双咪唑-1-甲基苯有机配体、铜离子和八钼酸盐构筑的具有自穿插结构的超分子化合物.通过以叔丁基过氧化氢为氧化剂的烯烃环氧化催化反应,考察了两种催化剂的催化性能.结果表明,催化剂1和2对环辛烯或1-辛烯环氧化反应表现出较高的催化活性,性能均明显优于未引入铜配合物的超分子化合物(H2bix)[(Hbix)2(γ-Mo8O26)]2·H2O(3);在相同反应条件下,催化剂1表现出更高的催化活性;溶剂种类显著影响催化剂的催化性能,以乙腈为溶剂时,苯乙烯环氧化反应主产物为苯甲醛(仅有很少量的环氧化合物),而以氯仿为溶剂时,环氧化合物选择性显著提高;中断实验和循环测试结果表明,催化剂1和2在1-辛烯环氧化反应中均表现出良好的稳定性和循环使用性.FT-IR和XRD表征结果证实,经多次循环使用后催化剂结构基本保持不变,表明催化剂具有良好的结构稳定性.XPS表征结果表明,催化剂1中钼的正电性高于催化剂2,这是由于配体类型不同及钼氧簇结构不同所致.拥有较高正电性的钼物种通常会表现出更高的催化烯烃环氧化反应能力,这可能是催化剂1的催化活性优于催化剂2的主要原因.此外,通过结构分析可以看出,催化剂1具有更开放的框架结构,这更有利于反应物扩散,继而使催化剂表现出更高的催化活性.需要指出的是,催化剂1和2中存在的铜配合物也可能直接作为新的活性中心参与对氧化剂的活化,继而对催化剂性能(活性和选择性)产生影响;此外,铜配合物与钼氧簇之间较强的相互作用使所形成的超分子化合物具有良好的结构稳定性,继而使这类超分子化合物催化剂表现出较为优异的稳定性和循环使用性.     

埃洛石表面修饰并负载salen钼高效催化烯烃环氧化反应

采用温和的化学表面改性和自组装方法成功制备了埃洛石纳米管负载salen钼(HNTs-SL-Mo)催化剂,运用透射电镜、X射线衍射、红外光谱、诱导偶合等离子体谱和X射线光电子能谱表征了催化剂的形态、大小和分散性等性质。结果证明了salen结构的存在和埃洛石配位钼催化剂的成功制备。制备的催化剂在各种烯烃的环氧化反应中均有很好的活性,且活性高于均相催化剂。对比实验表明,在固定MoO(O2)2(DMF)2时, salen结构发挥了重要作用,不能用N原子作为单一配体来代替。本文还推测了钼和salen配体可能的连接方式和该催化剂催化烯烃环氧化反应的机理。该催化剂在重复使用8次后其活性未见明显下降,表现出优异的重复使用性能。由于埃洛石是一种廉价易得的材料,因此它可为设计效果独特的催化剂提供一个选择。     

埃洛石表面修饰并负载salen钼高效催化烯烃环氧化反应

采用温和的化学表面改性和自组装方法成功制备了埃洛石纳米管负载salen钼(HNTs-SL-Mo)催化剂，运用透射电镜、X射线衍射、红外光谱、诱导偶合等离子体谱和X射线光电子能谱表征了催化剂的形态、大小和分散性等性质。结果证明了salen结构的存在和埃洛石配位钼催化剂的成功制备。制备的催化剂在各种烯烃的环氧化反应中均有很好的活性，且活性高于均相催化剂。对比实验表明，在固定MoO(O2)2(DMF)2时， salen结构发挥了重要作用，不能用N原子作为单一配体来代替。本文还推测了钼和salen配体可能的连接方式和该催化剂催化烯烃环氧化反应的机理。该催化剂在重复使用8次后其活性未见明显下降，表现出优异的重复使用性能。由于埃洛石是一种廉价易得的材料，因此它可为设计效果独特的催化剂提供一个选择。     

有机金属钼催化下的甲基萘氧化反应

本文研究了在液相条件下用有机金属钼作均相催化剂,叔丁基过氧化氢作氧化剂,把甲基萘氧化成甲基萘醌的反应。讨论了溶剂、催化剂、反应温度、氧化剂与甲基萘的配比以及萘环上不同取代基对反应的影响,     

邻菲啰啉二氧钼(Ⅵ)配合物合成及催化环氧化性能

通过邻菲啰啉分别与乙酰丙酮钼和二氯氧钼反应,合成了两个邻菲啰啉二氧钼(Ⅵ)配合物,并通过红外光谱、氢核磁共振谱、元素分析和紫外可见光谱方法表征。以1,2-二氯乙烷为溶剂、叔丁基过氧化氢为氧化剂探讨了邻菲啰啉钼(Ⅵ)配合物催化环氧化性能,结果表明,邻菲啰啉钼(Ⅵ)配合物具有很好的催化环氧化性能。在优化实验条件下,环氧化产物的选择性大于95%,底物的转化率均大于82%。烯键的催化环氧化活性顺序为:1-甲基环己烯1-己烯环己烯α-甲基苯乙烯4-氯苯乙烯苯乙烯α,β-不饱和羧酸酯。催化剂重复利用5次,催化活性基本保持稳定。     

手性双哌啶衍生物用于甲基三氧化铼催化烯烃不对称环氧化反应

以N-烷基-4-哌啶酮为原料,制备了几个手性双哌啶衍生物配体.以尿素-过氧化氢复合物(UHP)为氧化剂,甲醇为溶剂,将这些配体用于甲基三氧化铼(MTO)催化的前手性烯烃的环氧化反应,考察了各种反应参数对催化剂催化性能的影响.结果表明,手性双哌啶衍生物的加入可降低MTO的催化活性,但可提高环氧化物的选择性;这些配体对前手性烯烃的环氧化反应有较低的手性诱导作用,对映体过量值(ee值)只有4%-11%.讨论了对映选择性低的原因.     

聚苯乙烯键合麻黄碱-Co(Ⅱ)络合物对烯烃环氧化反应的催化作用

聚苯乙烯键合麻黄碱 Ｃｏ（Ⅱ）络合物对烯烃环氧化反应的催化作用刘庆艳刘必前何纪纲（中国科学院化学研究所北京１０００８０）关键词环氧化，分子氧，烯烃，醛，高分子催化剂烯烃的环氧化反应是将烯烃进行氧化转化的重要反应［１］．由于高分子催化剂具有与反应...     

在水中由钼(VI)或钨(VI)吡啶醇络合物进行的顺丙烯膦酸的异相催化不对称环氧化

合成了手性吡啶醇二氧合钼(VI)及二氧合钨(VI)配合物,采用这两种配合物作为催化剂,实现了在水中对顺丙烯膦酸(CPPA)的催化不对称环氧化.这两种催化剂不溶于水,因此,这是一个发生在固液两相界面上的异相催化不对称环氧化反应.其中手性吡啶醇二氧合钼在0℃下的对映选择性ee值达到71%;加入相转移催化剂四正丁基溴化铵,催化剂的活性和对映选择性有显著提高,其中手性吡啶醇二氧合钨在50℃下ee值由54%提高到78%.手性吡啶醇二氧合钼和二氧合钨催化剂可以回收再使用.     

羟基磷灰石包覆γ-Fe2O3担载氧化钼:一种新型磁性可回收的烯烃环氧化多相催化剂

制备了羟基磷灰石(HAP)包覆纳米γ-Fe2O3颗粒复合材料(HAP-γ-Fe2O3),并进一步采用浸渍法担载氧化钼(MoOx/HAP-γ-Fe2O3).高分辨透射电镜结果表明,γ-Fe2O3纳米颗粒被包覆于HAP当中,平均粒径为1～3 nm.所制各催化剂对以叔丁基过氧化氢为氧化剂的烯烃环氧化反应显示了良好的催化活性,...     

以Mo-EDTA为钼源直接水热合成Mo-MFI分子筛及其催化环己烯环氧化性能

环氧化物是一种重要的有机化工原料,广泛应用于合成化学、聚合物合成、食品化学、药物化学等领域中.烯烃催化环氧化反应是制备环氧化物的主要方法.一些均相钼配合物催化剂对烯烃环氧化反应表现出较好的催化性能.然而均相催化剂在实际生产中存在与产物分离困难、不易循环利用等问题.为解决上述问题,研究人员采用不同策略将各种钼配合物负载在固体载体上,制备出活性相对较高的多相钼配合物催化剂.然而,这类负载型钼配合物催化剂在以双氧水为氧化剂的反应体系中普遍存在活性组分易于流失的问题,导致催化剂的稳定性相对较差.因此,设计制备具有高活性和高稳定性的多相钼基烯烃环氧化催化剂具有重要的科学意义和实用价值.将过渡金属引入到具有MFI型拓扑结构的微孔分子筛的骨架上能够制备出具有高活性和高稳定性的杂原子分子筛催化剂.例如,采用直接水热法合成的钛硅分子筛(如TS-1)对以双氧水为氧化剂的小分子烯烃(如丙烯)环氧化反应表现出非常高的活性和稳定性.受这一研究结果启发,研究人员还开展了水热法合成Mo原子取代的MFI型分子筛(Mo-MFI).然而,由于Mo的离子半径较大(与Si相比),且合成体系中的Mo物种在碱性条件下易于发生沉淀,导致引入到分子筛骨架或孔道中的Mo含量极低.本文以Mo-EDTA配合物为钼源,四丙基氢氧化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,采用一步水热法合成了系列具有不同钼含量的Mo-MFI-n分子筛(n代表初始Si/Mo摩尔比).结合X-射线粉未衍射、红外光谱、紫外-可见吸收光谱、拉曼光谱、透射电子显微镜等表征技术对分子筛的结构、组成和Mo物种的状态进行了研究.结果表明,使用Mo-EDTA作为钼源有利于在分子筛骨架和孔道中引入更多的Mo物种;EDTA2?独特的配位能力使其在分子筛生长过程中能够有效调节Mo物种的释放率,并与硅物种缩合的速率匹配,从而使更多的Mo物种被引入到分子筛骨架中;同时也会有少量的Mo物种以骨架外Mo团簇的形式分布在分子筛的孔道内或孔口附近.通过以双氧水为氧化剂的环己烯环氧化反应考察了所制备的Mo-MFI-n催化剂的性能.经组分优化的Mo-MFI-50(初始Si/Mo摩尔比为50)催化剂能够在较温和的条件下有效地将环己烯转化为相应的环氧化物.在75℃下反应9 h后,环己烯转化率和环氧化物选择性分别高达93％和82％,性能明显优于传统水热法合成的Mo-MFI分子筛.此外,反应后的Mo-MFI-50分子筛催化剂通过简单的过滤而不需要焙烧处理就可多次重复利用,表现出较高的结构稳定性和循环性.     

在水中由钼(VI)或钨(VI)吡啶醇络合物进行的顺丙烯膦酸的异相催化不对称环氧化

合成了手性吡啶醇二氧合钼(VI)及二氧合钨(VI)配合物, 采用这两种配合物作为催化剂, 实现了在水中对顺丙烯膦酸(CPPA)的催化不对称环氧化. 这两种催化剂不溶于水, 因此, 这是一个发生在固液两相界面上的异相催化不对称环氧化反应. 其中手性吡啶醇二氧合钼在0 ℃下的对映选择性ee值达到71%; 加入相转移催化剂四正丁基溴化铵, 催化剂的活性和对映选择性有显著提高, 其中手性吡啶醇二氧合钨在50 ℃下ee值由54%提高到78%. 手性吡啶醇二氧合钼和二氧合钨催化剂可以回收再使用.     

钼、钨系过氧化物在Sharpless烯烃环氧化反应中的应用*

钼、钨系过氧化物是非常重要的Sharpless烯烃环氧化催化剂,有着非常广泛的工业发展前景。本文综述了钼、钨系过氧化物的种类,结构,合成方法及催化活性,分析了各种钼、钨系过氧化物的特点以及在催化环氧化领域的发展现状。同时,本文还讨论了钼、钨系过氧化物催化烯烃环氧化反应的机理。评述了在催化环氧化领域中两种主要理论——Mimoun机理与Sharpless机理的争论焦点及发展现状,以及计算化学对两种理论中间过渡态的研究进展,并且重点分析了Sharpless机理的过渡态结构。此外,本文还综述了影响钼、钨系过氧化物催化剂反应活性的各种因素以及质子所产生的副反应。最后,本文对应用于催化环氧化领域的钼、钨系过氧化物未来的研究方向提出了建议。