光促进下环己烯与二氧化碳羰基化反应中副产物的气相色谱-质谱分析

应用气相色谱-质谱法（GC-MS）研究了光促进温和条件下环己烯与CO2羰基化反应中与丙酮有关的副产物,这有助于对反应进行深入的研究和优化。在光促进温和条件下环己烯与CO2进行羰基化反应的同时,环己烯也可以与反应体系中的CH3COCH3发生光化学反应,生成副产物。分别用CH3COCH3和CD3COCD3进行实验,对反应产物进行GC-MS分析,通过对不同反应情况下的MS图中同位素效应的比较,可以分析出副产物中是否有来自CH3COCH3中的—CH3。研究表明丙酮与底物环己烯之间生成了环氧丁烷衍生物、cyclo-C6H9-C(CH3)2OH和cyclo-C6H11-C(CH3)2OH等3种副产物。     

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。     

Co／Pd催化剂上CH4／CO2等温两步反应直接合成乙酸的热力学

采用量子化学密度泛函理论对CH4/CO2两步法合成乙酸反应中表面碳化物CHx (x=0～3)在Co和Pd模型表面上不同吸附活性位上的吸附能、空间构型和反应吉布斯自由能进行了系统性的比较研究. 计算结果表明, CH4/CO2两步反应在单一金属Co或Pd催化剂上在常压等温条件下不能有效进行,但在Co和Pd组成的双金属催化剂上,两步反应在常压等温下可以进行. 在Co和Pd双金属催化剂上,金属Co活化CH4生成金属碳化物CHxCo(x=0, 1)为热力学允许反应,其后CHx溢流到金属Pd上形成CHyPd (y=1～3)碳化物,最后CO2插入CHyPd生成乙酸,后两者在常压等温情况下也为热力学允许反应,并且在435 K以上可以与前者构成等温循环. 计算结果与实验结果吻合.     

Rh/SiO_2催化剂上甲烷部分氧化制合成气的反应机理

采用原位Raman光谱技术,在原料气中的O2未完全耗尽的条件下,对CH4部分氧化制合成气反应的Rh/SiO2催化剂床层前部贵金属物种的化学态以及由CH4解离所生成的碳物种进行了表征.在此基础上采用脉冲反应和同位素示踪技术,比较了CH4的部分氧化及其与H2O和CO2的重整等反应对催化剂床层氧化区内CO和H2生成的相对贡献,并将实验结果与Ra-man光谱表征结果进行了关联.结果表明,在600°C下将还原后的4%Rh/SiO2催化剂切入CH4:O2:Ar=2:1:45原料气,催化剂床层前部未检测到铑氧化物的Raman谱峰,但可清晰检测到源于CH4解离的碳物种;在700°C和接触时间小于1ms的条件下,催化剂床层的氧化区内已有大量CO和H2生成,在相同的实验条件下,CH4与H2O或CO2重整反应对氧化区内合成气生成的贡献则很小;以CH4:16O2:H218O:He=2:1:2:95为原料气的同位素示踪实验结果表明,在原料气中16O2未完全耗尽的情况下,反应产物中C16O的含量占CO生成总量的92.3%,表明CO主要来自CH4的部分氧化反应.上述结果均表明,在O2存在下Rh/SiO2催化剂上CO和H2可以通过CH4直接解离和部分氧化机理生成.     

面式、经式异构体的钴-氨基硫脲配合物作为催化剂应用于可见光催化分解水产氢（英文）

近年来,作为替代贵金属铂催化剂的铁、钴和镍等非贵金属配合物分子催化剂,由于合成容易、结构调控方便以及具有良好的催化活性等特点,成为均相光催化分解水产氢领域的研究热点.其中,钴配合物具有结构简单、成本低廉、容易合成以及具有理想的氧化还原电位等优势,更是光催化分解水产氢领域的优先研究对象.由于稳定性及溶解度的问题,在已报道的研究工作中,大部分钴配合物测试环境均在有机溶剂或有机溶剂/水混合溶剂中.因此,寻找水溶性良好的钴配合物催化剂成为了目前的均相光催化分解水产氢领域的研究焦点之一.在此之前,氨基硫脲配合物已经广泛用于生物和制药等研究,例如:抗氧化、抗菌以及抗病毒等领域.而在人工光合产氢领域采用氨基硫脲配合物作为催化剂的例子则比较罕见.在该项研究中,我们报道了一对水溶性较好(40 mg mL~(–1),20°C)且具有几何异构特征的八面体钴-氨基硫脲配合物作为光、电催化质子还原产氢的分子催化剂.这对几何异构体分别为:面式异构体[Co(Htsc)_3]Cl_3·3H_2O(C1,Htsc=氨基硫脲配体)和经式异构体[Co(Htsc)_3]Cl_3·4H_2O(C2).我们将几何异构体C1和C2作为水还原分子催化剂,与有机光敏剂荧光素一起构筑了不含贵金属成分的光催化分解水产氢体系.在三乙胺作为牺牲剂及纯水环境中,体系展现出了良好的光催化制氢性能.可见光照15 h后,体系产氢相对于催化剂的TON接近900.对比实验结果表明,具有这对几何异构的C1和C2具有相似的光催化产氢性能,暗示其催化机理的相似性.汞中毒实验结果表明,光催化分解水产氢过程中并没有钴纳米胶体形成,可以确定这是一个均相光催化分解水产氢体系.在纯水环境下,我们将C1和C2与传统的钴配合物(钴肟配合物:[Co(dmgH)_2pyCl](dmg H=丁二酮肟,py=吡啶);联吡啶钴配合物:[Co(bpy)_3Cl_2](bpy=2,2'-联吡啶))的催化活性进行对比.结果表明,催化剂C1和C2展现出了较强的光催化产氢活性.此外,电催化实验表明,在乙腈中且乙酸作为质子源的条件下,C1和C2具有相同的电催化活性,过电位接近640毫伏,催化转化频率(TOF)为每秒210.同时,在pH=7的磷酸盐缓冲溶液中,C1和C2也同样表现出对水分子的电催化产氢性能,过电势为560毫伏.这是当前第一例具有几何异构体的分子催化剂对光、电催化产氢体系影响的工作.     

Cu/TiO2-NiO上光促表面催化CO2和H2O合成CH3OH反应规律

采用溶胶-凝胶法制备了n(电子型)-p(空穴型) 复合半导体材料0.5％Cu/TiO2-2.0％NiO (w),利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外光谱(IR)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis)、程序升温脱附(TPD)技术对材料结构、吸光性能、化学吸附性能进行了表征,研究了该材料对CO2和H2O合成CH3OH的光促表面催化反应(PSSR)规律.结果表明,所制备材料能够明显促进目的反应,室温条件下即有CH3OH生成.在200 ℃下,由于光-表面-热的协同效应,CO2转化率得以提高,且CH3OH的选择性达到87.5％ .根据实验结果,得出CO2在材料表面的卧式吸附态为CH3OH的前驱物,并对PSSR机理进行了讨论.     

对苯二甲酸二丙炔醇酯与C02(CO)8、M02Cp2(CO)4和RuC02(CO)11的反应

室温下,对苯二甲酸二丙炔醇酯分别与Co2(CO)8,Mo2Cp2(CO)4和RuCo2(CO)11反应,得到三个有机金属化合物[C6H4-p-(CO2CH2C2H-μ)2][Co2(CO)6]2(1)、[C6H4-p-(CO2CH2C2H)2][RuCo2(CO)9]2(2)和[(HC2CH2OCO)C6H4-p-(CO2CH2C2H-μ)][Mo2Cp2(CO)4](3).研究发现三种金属核对端炔氢的屏蔽作用依次为RuCo2(CO)9＞Co2(CO)6＞Mo2(CO)4Cp2.化合物1的晶体衍射发现,属三斜晶系,空间群PT,a=8.139(2)A,b=8.808(3)A,c=1 1.343(3)A,β=96.260(6)°,V=773.4(4)A3,Z=1,Dc=1.748g@cm-3,R=0.0513,wR=0.1266.     

CN自由基与乙烯酮反应机理的理论研究

采用B3LYP和QCISD(T)方法计算得到了CN自由基与乙烯酮(CH2CO)双分子单碰撞反应势能面.结果表明,CN自由基与CH2CO的单碰撞反应存在三个最可能的反应通道.一是CN中C原子进攻CH2CO中亚甲基碳原子生成中间体NCCH2CO,然后中间体NCCH2CO中和—CO基团相接的C—C键断裂得到产物CH2CN CO;二是CN与CH2CO分子直接加成生成中间体CH2C(O)CN,然后这个中间体通过—CN基团的转移异构化到中间体NCCH2CO,进而通过第一条通道得到产物CH2CN CO;三是CN自由基直接从CH2CO中夺氢的氢迁移反应,由于存在一个15.44 kJ/mol的反应势垒及产物的能量较高,这个通道在整体反应动力学里是可以忽略的.目前的理论计算结果与实验结果符合,并有效地解释了此反应的具体机理过程.     

系统研究溶剂和温度对形成三种钴簇基金属-有机框架化合物的影响：结构和气体吸附性质

通过调控DMSO/DMF/H2O混合溶剂中溶剂成分的物质的量比和反应温度,合成出3种基于1,3,5-三(4′-羧甲基苯基)苯(H3BTB)和氯化钴的钴簇基金属-有机框架化合物(NH2Me2)2[Co3O(BTB)2(H2O)].2H2O.4.5DMF.7.5DMSO(1),(NH2Me2)2[Co4O(BTB)8/3].6H2O.13DMSO(2)和(NH2Me2)2[Co6O3(BTB)8/3(H2O)4].5H2O.5DMF.13DMSO(3),它们分别含有三核Co3O簇、四核Co4O簇和六核Co6O3簇。这种六核簇为我们首次发现。研究表明,相对中等的温度105℃和较多DMF的使用有利于三核簇的形成;125℃高温和溶剂DMSO有利于四核簇的构建;与形成1的条件相比,较低的温度95℃和更多水的存在则有利于六核簇的生成。2和3虽然由不同的金属簇构成,但具有相同的框架结构,Schlfli符号为(43)8(48.64.812.104)3。此外,还研究了2和3抽出溶剂后产物的气体吸附性质,它们均具有较高的氢气吸附焓。     

光促进温和条件下溴代烷烃与甲酸甲酯的羰基化反应

研究了光促进温和条件下,以甲酸甲酯为C1源,非贵金属钴盐、铜盐催化的溴代烷烃的羰基化反应.实验表明,在光促进下,钴盐、铜盐均可催化溴代烷烃与甲酸甲酯的羰基化反应,得到相应的羧酸甲酯.钴盐催化下,碱性添加物NaOAc对反应有很好的促进作用,直链溴代烷烃在反应中除了得到相应的正构酯外,还有少量异构酯生成;铜盐催化下,直链溴代烷烃在反应中主要生成相应的正构酯.机理研究表明,在光照下甲酸甲酯先分解为CO和CH3OH,再与溴代烷烃进行羰基化反应.     

光促进温和条件下烯烃与二氧化碳的羰基化反应

羰基化反应是有机合成化学中常用的方法之一,但常规的羰基化反应大多要求高温(150～200℃)、高压(10～20 M Pa)或使用贵金属催化剂(如钌、铑、铱等),并且C₁源多用一氧化碳^[1].开发和利用CO₂这一丰富的C₁资源,并最大限度地降低其排放量具有挑战意义.但CO₂活化比较困难,在通常条件下难以转化成其它化学品^[2].在光促进下的羰基化反应可克服上述困难,使反应在温和条件及非贵金属催化下完成,同时可用CO₂代替CO作为C₁源,因此这是一个对环境友好的工艺^[3].本文报道烯烃在光促进常温常压和非贵金属钴配合物催化下与二氧化碳的羰基化反应,同时通过¹³CO₂和¹³CH₃OH同位素实验,对反应产物的结构进行了分析.     

常温常压下光促进烯烃与一氧化碳的羰基化反应

 报道了烯烃（环己烯和1－辛烯）与一氧化碳通过光促进实现常温常压非贵金属（钴配合物）催化的羰基化反应．研究发现，以Co（OAc）2为催化剂时，不需要加入光敏剂丙酮就能发生反应；CoSalen，吡啶－2－羧酸钴和大环配合物［Co（14）4，11－diene－N4］I2是较好的催化剂，其催化活性比Co（OAc）2高．其中，吡啶－2－羧酸钴与Co（OAc）2相同，反应中不需要光敏剂存在，其选择性很高．通过氘代丙酮和氘代甲醇同位素实验，进一步证实了反应中双键异构的存在和副产物的分析结果．     

Cobalt-catalyzed photopromoted carbonylation of chloroalkanes in the presence of KI

<正>The photopromoted carbonylation of chloroalkanes with carbon monoxide catalyzed by cobalt compounds[Co(OAc)_2,CoCl_2] in the presence of KI was carried out under ambient conditions.The results revealed that the catalytic activity of Co(OAc)_2 was higher than that of CoCl_2.A basic additive NaOAc was beneficial to the reaction.Interestingly,with NaOAc as an additive, Co(OAc)_2 and CoCl_2 exhibited similar catalytic activity.Preliminary work showed that the role of iodide ion was initially to form active iodoalkanes via substituting chloride ion in chloroalkanes in situ,and then,the carbonylation of iodoalkanes proceeded under irradiation.     

用不同前驱体制备的Co/SiO2催化剂的结构及其CO2/CH4重整反应性能

 分别采用硝酸钴、醋酸钴、硫酸钴和氯化钴为前驱体制备了Co／SiO2催化剂,用XRD,TPR,SEM和H2－TPD等实验技术考察了钴盐前驱体对催化剂结构和二氧化碳重整甲烷反应性能的影响,重点考察了硝酸钴和醋酸钴的作用．结果表明,由醋酸钴制备的Co／SiO2催化剂有最佳的催化活性和稳定性,它在钴物种的存在状态、金属－载体相互作用、钴金属晶粒度及抗烧结、抗积炭能力等方面,均与由硝酸钴制备的Co／SiO2催化剂存在显著的差别．Co／SiO2催化剂的反应活性和稳定性分别与其金属分散度和抗烧结、抗积炭能力密切相关．     

Photopromoted carbonylation of bromobenzene under ambient conditions

The photopromoted carbonylation of bromobenzene with carbon monoxide catalyzed by inexpensive commercially available cobalt salts[Co(OAc)_2,CoCl_2]was carried out under ambient conditions.The results revealed that methyl benzoate was produced in the presence of basic additives(CH_3ONa,NaOAc or(n-C_4H_9)_3N).The catalytic activity of Co(OAc)_2was higher than that of CoCl_2.Furthermore,the activity of the carbonylation was greatly improved by addition of acetophenone,e.g.both the yield and selectivity of t...     

四羰基钴钾催化环氧乙烷氢酯基化反应性能研究

我们将在四氢呋喃溶剂中用硼氢化法常温常压合成的四羰基钴钾成功应用于催化环氧乙烷(EO)、一氧化碳和甲醇氢酯基化制备3-羟基丙酸甲酯的反应.用红外光谱(液膜法)对其表征,发现在1 899.93 cm-1有一强吸收峰,证实了[Co(CO)4]-的存在;通过考察反应温度、反应压力及反应时间等因素对反应结果的影响,确定在反应温度75℃、压力3.7 MPa、反应时间为10 h较佳的反应条件下环氧乙烷转化率为98.36%,3-羟基丙酸甲酯选择性为87.54%.     

水溶性钯膦络合物催化1-辛烯的氢羧基化反应

利用水溶性配体TPPTS与Pd（OAc）2在水相中催化1-辛烯的氢羧基化反应,能实现有机相产物与水相催化剂的清洁分离和催化剂的循环利用．分别考察了钯浓度、表面活性剂（CTAB）、酸助剂、反应时间、CO压力以及温度对该反应的影响．在H2O=16mL,C（Pd）=2．0mmol／L,C（TPTS）／c（Pd）=25,C（p...     

Synthesis and structure of a novel supramolecular Zn3Co8 assembly containing a linear Zn3 core

Reaction of Zn(OAc)(2).2H2O (OAc = acetate) with LH2 in THF followed by reaction with Co2(CO)8 yields the novel supramolecular assembly Zn3L2(OAc)2[Co2(CO)6](4).0.5CH2Cl2, which was characterized by X-ray diffraction (LH2 = (CH2)3(N=CH-2-OH-5-C identical to CSiMe3C6H3)2 or N,N'-propylenebis(2-hydroxy-5-trimethylsilylethynl-1-aldimine).     

Cobalt-catalyzed Photochemical Methoxycarbonylation of Olefins with Carbon Dioxide under Ambient Conditions

The methoxycarbonylations of cyclohexene and 1-decene with CO2 can take place under ambient conditions by catalysis of [Co]([Co]=Co(acac)2, Co(OAc)2, CoCl2 ) in the presence of ultraviolet irradiation.     

Palladium-catalyzed coupling of allenylphosphonates, phenylallenes, and allenyl esters: remarkable salt effect and routes to novel benzofurans and isocoumarins

Coupling reactions of allenylphosphonates (OCH(2)CMe(2)CH(2)O)P(O)CH=C=CRR' [R, R' = H (1a), R = H, R' = Me (1b), R = R' = Me (1c)] with aryl iodides, iodophenol, and iodobenzoic acid in the presence of palladium(II) acetate are investigated and compared with those of phenylallenes PhCH=C=CR2 [R = H (2a), Me (2b)] and allenyl esters EtO(2)CCH=C=CR(2) [R = H (2c), Me (2d)]. While 1b and 1c couple with different stereochemical outcomes using PhI in the presence of Pd(OAc)(2)/PPh(3)/K(2)CO(3) to give phenyl-substituted 1,3-butadienes, 1a does not undergo coupling but isomerizes to the acetylene (OCH(2)CMe(2)CH(2)O)P(O)CCMe (7). In the reaction of 1c with PhI, use of K(2)CO(3) affords the butadiene (Z)-(OCH(2)CMe(2)CH(2)O)P(O)CH=C(Ph)-C(Me)=CH(2) (12); in contrast, the use of Ag(2)CO(3) leads to the allene (OCH(2)CMe(2)CH(2)O)P(O)C(Ph)=C=CMe(2) (20), showing that these bases differ very significantly in their roles. The reaction of 1a with PhI or PhB(OH)2 in (t)he presence of Pd(OAc)2/CsF/DMF leads mainly to (E)-(OCH(2)CMe(2)CH(2)O)P(O)CH=C(Me)Ph (21) and (OCH(2)CMe(2)CH(2)O)P(O)CH2-C(Ph)=CH(2) (22) and is thus a net 1,2-addition of Ph-H. Compound 1b reacts with iodophenol in the presence of Pd(OAc)(2)/PPh(3)/K(2)CO(3) to give a benzofuran that has a structure different from that obtained by using 1c under similar conditions. Treatment of 1a with iodophenol/Pd(OAc)(2)/CsF/DMF also gives a benzofuran whose structure is different from that obtained by using 2a under similar conditions. In the reaction with 2-iodobenzoic acid, 1a and 2c afford one type of isocoumarin, while 1b,c and 2a,b give a second type of isocoumarin. The structures of key compounds are established by X-ray crystallography. Utility of the phosphonate products in the Horner-Wadsworth-Emmons reaction is demonstrated.