铑膦配合物在烯烃醛化反应中溶剂效应的原位红外光谱研究

本文应用原位红外光谱技术,在接近于工业反应条件下(H_2:CO=1:1.1.0MPa.80℃),在四种溶剂(异丁醛、2—乙基已醇、甲苯和环已烷)中考察了铑膦配合物催化剂Rh(acac)(CO)(PPh_3)的烯烃醛化反应.检测到在四种溶剂中的主要中间配合物均为HRh(CO)_2(PPh_3)_2,但在2—乙基己醇溶剂中的烯烃醛化反应速度高于异丁醛、甲苯和环已烷溶剂(约1.2～1.3倍).结果表明,采用2—乙基已醇溶剂替代醛类做反应溶剂,有可能提高工业反应装置的生产能力.     

加压原位红外光谱法研究YCCo_3(CO)_9的热稳定性及其对1-己烯的醛化机理

用加温加压原位红外光谱法研究了YCCo_3(CO)_(?)(Y=H,C_3H_7,Ph,Cl)在低压醛化条件下的热稳定性及对1-己烯的醛化机理。升温过程中的光谱变化指出,这些簇在130℃,4.0MPa的合成气压力下至少部分分解生成Co_2(CO)_(?),最后降解为HCo(CO)_4。通过对1-己烯的醛化反应研究发现,该簇络合物对1-己烯的醛化反应机理相应於Co_2(CO)_(?)的反应机理。Y的电子效应对簇的稳定性有一定影响并进而影响其催化活性。     

金属原子簇的催化作用—乙烯氢甲酰化反应

本文报导了羰基金属原子簇均相催化乙烯氢甲酰化反应。考察了三核羰基钴簇ClCCo_3(CO)_9(Ⅰ)、PhCCo_3(CO)_9(Ⅱ),四核羰基钴簇Co_4(CO)_3(μ_2-CO)_2(μ_4-PPh)_2(Ⅱ)、钴膦络合物Co_2(CO)_6(PBu_3)_2(Ⅳ)、环戊二烯羰基铁络合物Fe_2(CO)_4(C_5H_5)_2(Ⅴ)、异核金属簇化合物[PhCH_2Me_3N][FeCo_3(CO)_12](Ⅵ)和[PhCH_2Me_3N)(RuCo_3(CO)_(12)](Ⅶ)的催化恬性。其中异核金属簇(Ⅵ)和(Ⅶ)对乙烯氢甲酰化反应有较高的催化活性和选择性。研究了温度、压力等反应条件对异核金属簇(Ⅵ)催化剂的催化性能的影响,在130℃、4MPa、CO/H_2=1的条件下,反应1小时,乙烯的转化率和丙醛的选择性均大于90％。还考察了三核钴簇(Ⅱ)和异核金属簇(Ⅵ)的热稳定性和均相反应机理。     

异核金属簇合成及催化作用的研究——Ⅰ.铂-钴羰基金属簇的合成及其催化醛化性能

本文报道用相转移催化作用合成异核金属簇络合物的新方法。在研究Co_2(CO)_8与Pt[P(C_6H_5)_3]_2Cl_2的反应时,除了得到异核金属簇Pt_2Co_2(μ_2-CO)_3(CO)_5[P(C_6H_5)_3]_2外,还分离出一种新的异核金属簇Pt_3Co_2(μ_2-CO)_5(CO)_4[P(C_6H_5)_3]_3和五核铂簇Pt_5(μ_2-CO)_5(CO)[P(C_6H_5)_3]_4. 考察了Pt_2Co_2(μ_2-CO)_3(CO)_5[P(C_6H_5)_3]_2对1-己烯的催化醛化活性,发现它是一种在温和条件下,有较高活性的催化剂。     

担载金属簇催化剂的研究

合成了以硅胶、聚苯乙烯和NaY分子筛为载体的YCCo_3(CO)_9担载簇和以聚苯乙烯和聚冠醚为载体的Co_4(CO)_(10)(pph)_2担载金属簇催化剂。测试了这些担载催化剂的红外光谱,并对四核钴簇进行了电子能谱的研究。考察了这些催化剂对烯烃醛化反应的催化性能。四核钴簇高分子催化剂的催化活性高于均相,选择性也有提高。分子筛锁笼催化剂提高了产物的正异构比。     

多核铑原子簇络合物的结构稳定性和醛化活性

合成了十二羰基四铑和十六羰基六铑,证明两者都是很活泼的烯烃醛化催化剂。用红外光谱测定了醛化反应前后的铑原子簇的稳定性,结果表明Rh_4(CO)_12在醛化条件下不稳定,转变成Rh_6(CO)。考察了强σ~-给电子配位体三苯基磷对簇分子骨架稳定性的影响,表明Rh_4(CO)_(13)原子簇骨架在醛化反应条件下已被打破,并转变成单核分子碎片,而Rh_6(CO)_16在此条件下是比较稳定的,上述两种铑簇化合物与单核络合物RhCl(CO)(PPh_3)_2对烯烃醛化具有相同的表观反应速度。     

异核金属簇合成及催化作用的研究 Ⅱ.钴-铂异核金属簇催化作用的研究

本文报道钻-铂异核金属簇Co_2Pt_2(μ_2-CO)_3(CO)_5(PPh_3)_2对1,3-丁二烯等烯烃的催化性能,表明该异核簇除具有醛化活性之外,还有齐聚环化、加氢和异构化等催化性质.其醛化活性不仅比钻或铂的单核配合物高,而且比该两种配合物的混合物催化剂的活性高.采用X光电子能谱、电子吸收光谱及红外光谱等方法表征钴-铂异核金属簇,并辅以量化计算,试图解释该异核簇的醛化活性较高的原因.     

在相转移下苄基氯经钯络合催化羰化合成苯乙酸

苯乙酸是制造香料、药物及植物激素的重要原料。目前,工业上系由苄氯与氰化钠作用,所得的苯乙腈经水解而制得。氰化钠剧毒,给操作者和环境带来危害和污染。 1976年,L.Cassar以Pd(Ph_3P)_2Cl_2为催化剂,使用5×10~5帕的CO,通过相转移催化羰化合成了苯乙酸,其产率为83％。1982年,Howard Alper发表了用Pd(Ph_3P)_4为催化剂,苄基溴作原料,在常温常压下合成苯乙酸的报告,所得产率为84％。 本文以Pd(Ph_3P)_2Cl_2为羰化催化剂,氯化三乙基苄基铵为相转移催化剂,在常压下由CO与苄基氯作用合成了苯乙酸,其产率高于80％,且催化剂可以循环使用。     

THE CATALYSIS OF IRON-COBALT BIMETALLIC CLUSTERS——1.THERMAL STABILITY AND DECOMPOSITION REACTION OF[R_4N][FeCo_3(CO)_(12)]IN SOLUTION

Thermal decomposition of[R_4N][FeCo_3(CO)_(12)][I](R=ethyl,butyl,hexadecyl,benzyltrimethyl,benzyltriethyl)in n-heptane,toluene and methanol was investigated bythe in situ high pressure IR spectroscopic method.The results show that underhydroformylation conditions all clusters decompose to Co_2(CO)_8,Fe(CO)_5 and the salt ofCo(CO)_4~-,and Co_2(CO)_8 reacts with H_2 to form HCo(CO)_4.Thermal stability of theclusters decrease with the increase of polarity of solvents.Under the hydroformylation con-ditions,IR spectra of the clusters are compatible with those of Fe(CO)_5+Co_2(CO)_8+[R_4N]Cl system.Because of the stabilizing effect or tetra-alkylammonium cation,when the tem-perature drops below 50℃ after decomposition of the clusters,the characteristic absorptionbands of the clusters appear again,so the decomposition process is reversible.     

金属原子簇LECo3（CO）n的催化作用和机理研究

研究了四面体金属原子簇LECo_3(CO)_n对烯烃氢甲酰化反应的催化作用.比较了E=C.Co、Fe.Ru.Rh金属簇的催化活性,异核金属簇的催化活性高于同核簇,异核金属簇中Rh-(Co 簇活性最高.考察了簇YCCO_3(CO)_9和[R_4 N][FeCo_3(CO)_(1-2)]对各种结构烯烃氢甲酰化反应的催化作用和Y与[R_4N]的影响.采用高温、高压原位红外光谱方法研究了YCCo_3(CO)_9和[R_4N][FeCo_3(CO)_(1-2)]的热稳定性和催化烯烃氢甲酰化反应的机理.     

担载四核羰基簇——FeCo_3(CO)_11PPh_3~-在聚苯乙烯表面簇骼畸变的EXAFS研究

通过配体取代将四核羰基簇FeCo_3(CO)_(12)~-锚联在膦化的聚苯乙烯表面,获得担载簇FeCo(?)(CO)_(11)PPh_3~-/poly,目的在于使簇骼结构偏离较高对称性.以考察锚联过程对簇结构的影响.本文以EXAFS(Extended X-ray Absorption Fine Structure)方法研究了担载样品的结构.结果显示担载簇与FeCo_3(CO)_(11)PPh_3~-晶体具有相同的结构模式,尤其是膦配体确实与一Co原子相连接.EXAFS结果表明:(1)与FoCo_3(CO)_(12)~-(其簇骼具有三重对称性结构)比较,锚联使Co—Fe键增长0.005nm;金属-金属及金属-桥联碳壳层的Debye-Waller因子均增大约一倍而金属-端联碳壳层的值变化很小.说明金属-金属间实际键长值具有一较宽分布,因而其簇骼已偏离了三重对称结构;(2)与FeCo_3(CO)_(11)PPh_3~-晶体的结构比较.Co—Fe键长长0.003nm.而Co—Co键长则短约0.002nm.考虑到EXAFS分析只能给出平均键长值,因此认为,存在于FeCo_3(CO)_(11)PPh_3~-晶体中的由于一个羰基被膦配体取代而引起的簇骼畸变,在锚联后被加剧.     

HCo(CO)4及HCo(CO)3(PH3)的电子结构的CNDO计算

用将s电子和p电子分开处理的“CNDO”法,计算了HCo(CO)_4及HCo(CO)_3(PH_3)的电子结构。计算结果关联了许多实验事实。这方法可用于过渡金属络合物的研究。     

担载金属簇——Ⅰ.硅胶化学键联羰基钴簇YCCo_3(CO)_9催化剂

羰基钴簇络合物YCCo_3(CO)_9,是一种具有良好醛化活性的均相催化剂。本文报导将它化学键联到硅胶表面上而固相化,及其醛化反应评价结果。首先由C_2H_3Si(EtO)_3合成CCl_3C_2H_4Si(EtO)_3,然后将此化合物与硅胶表面键联。生成三氯化物,再与八羰基二钴反应而制得负载型催化剂,其钴含量为6～7％。测定了此负载型催化剂的红外光谱,评价其对庚烯-1的醛化反应活性。发现在140℃,40公斤/厘米~2压力的较佳反应条件下,6小时内,庚烯-1转化率为83％,而醇醛选择性92％。此外还进行了多次循环使用试验,但其钴流失似仍过大。     

金属簇络合物YCCo3(CO)9的合成与醛化性能的研究

本文提出一种常压下由硝酸钴和三卤化物经相转移催化合成钴簇络合物YCCo_3(CO)_9的新方法,并用该法合成了HCCo_3(CO)_9,ClCCo_3(CO)_9,PhCCo_3(CO)_9和EtOOCCo_3(CO)_9等四种络合物。考察了这些络合物对己烯的酸化活性和PhCCo_3(CO)_9对各种烯烃醛化时结构与活性的关系,以及它们的异构化和加氢活性。实验结果表明它们是一类在较缓和条件下具有较高活性和选择性的醛化催化剂。当反应温度130℃和压力40公斤/厘米~2时,己烯转化率达90％以上,选择性在80％以上。     

钴-膦催化剂生成机理的原位红外光谱研究

用升温升压原位红外光谱法研究了低压一步法制备钴-膦络合物催化剂的反应机理。反应过程中的红外光谱变化表明,首先生成一种膦配位的钴盐,随后钴盐解离,并羰基化生成钴-膦羰基络合物和羧酸。由于羧酸和钴-膦羧基络合物可以构成可逆循环反应,因而阻止了催化剂的分解。在醛化反应条件下,催化剂的主要成份是Co_2/(CO)(PBu_3)_2和HCo(CO)_3PBu_3。考察了温度、压力、氢分压及钴和膦的原子比对反应的影响。     

表面金属有机化学Ⅱ—SiO_2担载的三钌乙烯酮原子簇化合物[PPN]_2[Ru_3(CO)_9(CCO)]在CO加氢反应中的催化行为

本文分别通过三种不同的钌原子簇化合物[HRu_3(CO)_(11)]~-、Ru_6C(CO)_(17)和[Ru_3(CO)_9(CCO)~(2-)]制备了三种SiO_2担载型的钌催化剂,并研究了它们在CO加氢反应中的催化行为.结果表明,若和用[HRu_3(CO)_(11)]~-制备的催化剂相比较,用[Ru_3(CO)_9(CCO)]~(2-)制备的催化剂在CO加氢反应中显示了较高的活性.通过比较以上三种催化剂的催化行为以及所进行的红外和质谱表征,初步提出了用[Ru_3(CO)_9(CCO)]~(2-) 制备的催化剂上,CCO基团经脱羰基后可能转化成表面碳化物(Carbide),它是形成烃类产物的中间体.     

异核金属簇〔PhCH_2Me_3N〕〔FeCo_3(CO)_(12)〕对烯烃氢甲酸化反应的催化作用

本文报导异核金属簇[RhCH_2 Me_3 N][FeCo_3(CO)_(12)]对烯烃氢甲酰化反应的催化作用.研究了反应温度、压力、溶剂等对反应的影响,考察了该金属簇对各类烯烃氢甲酰化反应的催化活性.该催化剂在较缓和的条件下具有较高的活性和选择性,4MPa,H_2:CO=1:1,120 ℃,反应1小时,1-己烯的转化率达80%以上,选择性大于90%.     

异核金属簇的催化作用——Ⅲ、2—丁烯的醛化

本文对2—丁烯的醛化反应进行了研究。考察了反应温度、溶剂、催化剂对2—丁烯醛化的影响,并进行了催化剂循环使用的寿命实验。YFeCo_3(CO)_(12)[Y=C_6H_5CH_2Me_3N.(C_2H_5)_4N)]催化剂,在较缓和的条件下具有较高的转化率和选择性,当压力为4.0×10~6Pa.130℃时,2—丁烯转化率达90％以上,醛选择性接近100％。     

硅胶担载四核羰基钴催化剂的EXAFS和IR研究

本文以透射法EXAFS和IR等手段研究了四核羰基钴金属簇Co_4(CO)_(10)(PPh)_2担载在SiO_2上以后及用于烯烃醛化反应前后的变化,确定了相应的结构参数并探讨了催化活性与结构的关系。     

担载于ZrO2上的Co2(CO)6(PBu3)2络合物及其分散型Co催化剂的研究

采用红外光谱、紫外漫反射光谱和程序升温分解技术研究了担载于ZrO_2和Zr(OH)_4上的Co_2(CO)_6(PBu_3)_2络合物在真空和空气中的脱羰基作用、结构变化过程及由此制得的分散型Co催化剂上Co的吸附态。结果表明,该络合物经担载后其羰基主频带均随载体的灼烧温度的增高而向低波数位移。表征Co—Co键电子跃迁和Co→CO电荷转移性质的紫外光谱特征带变化不大。担载络合物于真空加热时,随升温而逐渐脱去羰基,同时部分端羰基转变为桥羰基,完全脱羰基后可变为具有吸附CO能力的分散型Co金属催化剂。吸附的CO以线式存在。当样品暴露于空气时,CO吸附中心被破坏而不再出现吸附的CO振动频带。根据实验结果提出了在ZrO_2和Zr(OH)_4上的络合物的结构模型,并讨论了它们的分解机理,以及CO吸附在脱羰基后的分散型Co催化剂上的红外光谱。