甲烷单加氧酶的化学模拟: 酚氧双羧酸根桥联Fe~2(III)和 Mn~2(III)配合物合 成、表征及催化性能

合成表征了酚氧、双羧基桥联双组氨酸的手性双铁核配合物和双锰核配合物,研究了它们催化亚碘酰苯对烯烃的环氧化反应和对环烷烃的羟化反应。结果表明这种Fe~2(III)和Mn~2(III)配合物均是有效的甲烷单加氧酶(MMO)模型化合物,其中Fe~2配合物能较好地再现MMO的某些性质,如电子光谱等。Fe~2配合物催化苯乙烯环氧化反应生成环氧苯乙烷的产率为840%(以催化剂计),且R-(+)-构型对映体过量(e.e.)达45.4%。相庆的Mn~2配合物则以7080%产率给出环氧苯乙烷,R-(+)-构型对映体过量51.6%。Mn~2配合物还能够催化环己烯和环己烷的氧化反应,产物及其分布分别为环氧环己烷3880、环乙烯醇603、环己烯酮189和环己醇1053、环己酮639%(以催化剂计)。EPR研究表明MM=O是反应的活性中间体。     

甲烷单加氧酶的化学模拟--酚氧双羧酸根桥联Fe2(Ⅲ)和Mn2(Ⅲ)配合物合成、表征及催化性能

合成表征了酚氧、双羧基桥联双组氨酸的手性双铁核配合物和双锰核配合物,研究了它们催化亚碘酰苯对烯烃的环氧化反应和对环烷烃的羟化反应.结果表明这种Fe2(Ⅲ)和Mn2(Ⅲ)配合物均是有效的甲烷单加氧酶(MMO)模型化合物,其中Fe2配合物能较好地再现MMO的某些性质,如电子光谱等.Fe2配合物催化苯乙烯环氧化反应生成环氧苯乙烷的产率为840%(以催化剂计),且R-(+)-构型对映体过量(e.e.)达45.4%.相应的Mn2配合物则以7080%产率给出环氧苯乙烷,R-(+)-构型对映体过量51.6%.Mn2配合物还能够催化环己烯和环己烷的氧化反应,产物及其分布分别为环氧环己烷3880、环己烯醇603、环己烯酮189和环己醇1053、环己酮639%(以催化剂计).EPR研究表明MM=O是反应的活性中间体.     

甲烷单加氧酶的手性模型配合物及其催化反应研究

合成和表征了4种酚氧桥联双L-苯丙氨酸双西佛碱的(VO)_2,Cr_2,Mn_2,Fe_2手性配合物,并以PhIO为单氧原子源,研究了它们作为甲烷单加氧酶(MMO)的模型化合物催化苯乙烯不对称环氧化反应的活性,结果表明,Mn_2配合物模型体系催化苯乙烯环氧化反应得到R-(+)-环氧苯乙烷 (ee42.8%),而同一配体的(VO)_2配合物却得到相反的结果:S-(-)-环氧苯乙烷(ee19.2%).EPR研究表明Mn_2,Cr_2,Fe_2配合物在催化过程中以M=O为活性中间体,而(VO)_2配合物以O=V-OIPh为活性中间体.催化活性大小顺序为Mn_2>Cr_2>(VO)_2>Fe_2.     

[TPPFe(III)]~2O的合成及其对细胞色素P-450的模拟

TPPFe(III)Cl通过中性Al~2O~3色谱柱得到一个新化合物, 它在HPLC中的保留时间比TPPFe(III)Cl大得多, IR、UV-Vis和元素分析表明, 这个新化合物是[TPPFe(III)]~2O. 同TPPFe(III)Cl一样, 它具有在常温常压下催化碳氢化合物单充氧化的性质。[TPPFe(III)]~2O催化下PhIO氧化环己烷的反应, 在CH~2Cl~2和环己烷介质中, 氧化产率分别为14.97和62.6%, 高于TPPFe(III)Cl作催化剂时的产率。在环己烷溶剂中, 反应产率与反应时间呈线性关系, 且反应有大约3小时诱导期。但在CH~2Cl~2溶剂中不存在反应产物与时间的线性关系, 也不存在诱导期。与TPPFe(III)Cl比较,[TPPFe(III)]~2O对氧化剂更稳定。上述事实表明, [TPPFe(III)]~2O能够作为细胞色素P-450的模型化合物。     

[TPPFe(III)]~2O的合成及其对细胞色素P-450的模拟

TPPFe(III)Cl通过中性Al~2O~3色谱柱得到一个新化合物, 它在HPLC中的保留时间比TPPFe(III)Cl大得多, IR、UV-Vis和元素分析表明, 这个新化合物是[TPPFe(III)]~2O. 同TPPFe(III)Cl一样, 它具有在常温常压下催化碳氢化合物单充氧化的性质。[TPPFe(III)]~2O催化下PhIO氧化环己烷的反应, 在CH~2Cl~2和环己烷介质中, 氧化产率分别为14.97和62.6%, 高于TPPFe(III)Cl作催化剂时的产率。在环己烷溶剂中, 反应产率与反应时间呈线性关系, 且反应有大约3小时诱导期。但在CH~2Cl~2溶剂中不存在反应产物与时间的线性关系, 也不存在诱导期。与TPPFe(III)Cl比较,[TPPFe(III)]~2O对氧化剂更稳定。上述事实表明, [TPPFe(III)]~2O能够作为细胞色素P-450的模型化合物。     

离子液体中Mn(salen)催化环己烯环氧化反应

 研究了离子液体中Mn(salen)络合物催化环己烯的环氧化反应,考察了反应介质、 Mn(salen)络合物催化剂结构和反应条件等对环氧化反应的影响. 在离子液体-CH2Cl2混合溶剂中,以相对廉价的H2O2为氧化剂,得到了高的环己烯转化率和环氧环己烷选择性. 当以邻苯二胺和水杨醛制备的Mn(salen)络合物为催化剂,反应温度为273 K时,在［bmim］BF4-CH2Cl2的混合溶剂中,环己烯的转化率和环氧环己烷选择性分别可达100%和94.0%. 此外,反应结束后,产物可以由正己烷萃取出来,解决了传统均相催化体系中催化剂与产物不易分离的问题.     

大位阻手性吡咯烷(salen)Mn(III)配合物在烯烃不对称环氧化反应中的应用

设计合成了具有大位阻的手性吡咯烷(salen)Mn(III)配合物Mn3,并研究了其在NaClO水/有机两相氧化体系中催化烯烃的不对称环氧化反应性能。 具有叔胺基团的配合物Mn3具有比Jacobsen催化剂更高的反应活性、以及近似的产率和略高的对映选择性。 尤其是过量CH₃I的加入可以极大地缩短环氧化反应的时间,而高产率和高对映选择性依然保持。     

氯固相合成Ti-ZSM-5催化苯乙烯环氧化对映选择性 的研究

用TiCl~4气固相同晶取代法制得的Ti-ZSM-5作催化剂。研究了以H~2O~2为氧化剂氧化苯乙烯生成环氧苯乙烷的对映选择性,发现生成的环氧苯乙烷主要以R构型为主。考察了反应时间,反应温度,催化剂Ti-ZSM-5以及氧化剂[w(H~2O~2)=30%]的用量等反应条件对苯乙烯环氧化反应对映性的影响。结果表明,反应温度是影响环氧化反应对映选择性的重要因素,降低反应温度有利于提高对映选择性(ee),当反应温度≤40℃时,ee值可达100%;而反应时间,催化剂及氧化剂[w(H~2O~2)=30%]用量对环氧化反应的对映选择性几乎没有影响。     

氯固相合成Ti-ZSM-5催化苯乙烯环氧化对映选择性 的研究

用TiCl~4气固相同晶取代法制得的Ti-ZSM-5作催化剂。研究了以H~2O~2为氧化剂氧化苯乙烯生成环氧苯乙烷的对映选择性,发现生成的环氧苯乙烷主要以R构型为主。考察了反应时间,反应温度,催化剂Ti-ZSM-5以及氧化剂[w(H~2O~2)=30%]的用量等反应条件对苯乙烯环氧化反应对映性的影响。结果表明,反应温度是影响环氧化反应对映选择性的重要因素,降低反应温度有利于提高对映选择性(ee),当反应温度≤40℃时,ee值可达100%;而反应时间,催化剂及氧化剂[w(H~2O~2)=30%]用量对环氧化反应的对映选择性几乎没有影响。     

聚苯乙烯负载席夫碱Mo(Ⅵ)配合物合成、表征及其在环己烯环氧化反应中的催化活性

合成了聚苯乙烯负载乙二胺缩水杨醛席夫碱与Mo(Ⅵ)的配合物,并对其结构进行了表征.该配合物催化环己烯环氧化反应与小分子配合物MoO₂(acac)₂相比,具有更优良的催化活性和选择性;建立了催化剂中Mo分析和环氧环己烷气相色谱分析新方法;探讨了配合物及环氧环己烷合成过程诸因素的影响;优化了环氧环己烷合成条件,即以n(t-BuOOH)=0.1mol计,n(C₆H₁₀)∶n(t-BuOOH)=3∶1,溶剂5mL,反应温度80℃,时间60min.在该条件下,环氧环己烷收率(以t-BuOOH计)99.2%以上,质量分数约99.5%(GC检测).催化剂循环使用5次后,未见活性明显下降,环氧环己烷收率(以t-BuOOH计)仍接近99%.     

铜盐催化氧化环己烯的开环加成反应

研究了一系列铜盐催化的氧化环己烯与苯基氯化镁的开环加成反应。发现Cu(OTf)2[三-氟甲磺酸铜(Ⅱ)]为催化剂时，反应能够以95％的产率得到反式-2-苯基环己醇。应用了多种代表性的手性双齿配体与Cu(OTf)2形成的配合物，催化氧化环己烯与苯基氯化镁的开环加成反应，得到很低的对映选择性。根据实验的结果建议了反应的催化循环机理。     

Salen Co(Ⅱ)配合物催化苯乙烯环氧化的研究

研究了Salen Co(Ⅱ)配合物催化苯乙烯环氧化的反应.考察了不同取代基水杨醛制备的配体所形成的Co配合物1～4及(S,S)-1,2-二苯基乙二胺与水杨醛形成的Co配合物1(S,S)～3(S,S)的催化氧化性能,其中溴取代的配合物2和2(S,S)是最有效的催化剂.以配合物(2)为催化剂,氧气为氧化剂,考察了反应温度、时间、溶剂等因素对苯乙烯环氧化反应的影响.结果表明,最佳反应条件为苯乙烯10 mmol,配合物(2)0.1%,温度90 ℃,反应时间5 h时,苯乙烯的转化率为97.1%,环氧苯乙烷的选择性为58.9%,苯甲醛与苯甲酸的选择性为36.1%.并对反应机理进行了初步探讨.     

Synthesis and catalytic performance in olefim epoxidation of Mn ( Ⅲ ) complexes with N, N'-bis ( 2'-hydroxylacetophenone ) diamine

本文合成了N,N'-双(2'-羟基苯乙酮)缩乙二胺、N,N'-双(2'-羟基苯乙酮)缩1,2-丙二胺、N,N'-双(2'-羟基苯乙酮)缩1,3-丙二胺和N,N'-双(2'-羟基苯乙酮)缩邻苯二胺四种Schiff配体以及它们的锰(Ⅲ)配合物1,2,3和4.并考察了这四种锰(Ⅲ)配合物作为催化剂,催化以NaOCl为氧源环氧化苯乙烯和环己烯的反应的性能.同对考察了反应温度、助配体、NaOCl的浓度以及pH值对催化环氧化反应的影响.     

8-羟基喹啉对V2O5催化氧化环己烯的调变作用

研究了8-羟基喹啉对丙酮中V2O5催化氧化环己烯合成环己烯酮的调变作用,考察了8-羟基喹啉的用量、反应温度、反应时间、溶剂和催化剂用量对环己烯氧化反应的影响,发现在该催化体系中生成的环己烯醇和环氧环己烷可转化成环己烯酮,在适当的反应条件下可抑制环己烯醇和环氧环己烷的生成.结果表明,当五氧化二钒的用量为1%,五氧化二钒与8-羟基喹啉之比为1∶2,在20℃以下反应时,过氧化氢几乎定向地将环己烯氧化成环己烯酮.认为是8-羟基喹啉与钒的配位作用促进了环己烯酮的生成.     

Schiff碱铁配合物催化环己烯环氧化

合成了一种吡啶甲醛类Schiff碱铁配合物[Fe(PA2OPd)C12]Cl,并考察了配合物对环己烯绿色环氧化反应的催化活性及反应条件,结果表明:吡啶甲醛类Schiff碱铁配合物对环己烯的环氧化反应有比较高的催化活性及选择性.以过氧化氢为氧源、[Fe(PA2OPd)C12]Cl为催化剂、在pH=5.0左右的乙酸乙酯溶液中25℃反应6.0 h,环己烯转化率可达90.5%,环氧环己烷选择性可达97.2%.     

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.     

N,N’-双(2’-羟基苯乙酮)缩二胺合锰(Ⅲ)的合成和催化烯烃环氧化研究

本文合成了N,N’-双(2’-羟基苯乙酮)缩乙二胺、N,N’-双(2’-羟基苯乙酮)缩1,2-丙二胺、N,N’-双(2’-羟基苯乙酮)缩1,3-丙二胺和N,N’-双(2’-羟基苯乙酮)缩邻苯二胺四种Schiff配体以及它们的锰(Ⅲ)配合物1,2,3和4。并考察了这四种锰(Ⅲ)配合物作为催化剂,催化以NaOCl为氧源环氧化苯乙烯和环己烯的反应的性能。同时考察了反应温度、助配体、NaOCl的浓度以及pH值对催化环氧化反应的影响。     

间位苯基桥联的锰(Ⅲ)双咔咯的合成、表征及催化氧化性质(英文)

通过间苯二甲醛与5-氟苯基二吡咯甲烷反应合成了一种新的间位苯基桥联的双咔咯1,并利用锰盐与自由咔咯反应制备了其锰的金属配合物2。采用紫外、质谱、核磁、XPS等手段对化合物进行了表征。以苯乙烯为底物考察了锰双咔咯2的催化氧化性质,探讨了时间、溶剂、氧源、轴向配体对催化反应的影响。结果表明以亚碘酰苯和间氯过氧苯甲酸为氧源时催化的主要产物为环氧苯乙烷,而以双氧水和叔丁基过氧化氢为氧源时则主要产物为苯甲醛;在极性溶剂中的催化氧化产率较高。轴向配体对催化氧化有促进作用,不同轴向配体对催化反应产率提高的顺序是:1-甲基咪唑吡啶咪唑。     

模拟细胞色素P-450的仿生氧化反应的研究 I:氯合5,10,15,20-四苯基卟吩合铁(III)催化下不同亚碘酰芳烃及其衍生物的结构对环己烷充氧化反应的影响

在氯合5,10,15,20-四苯基卟吩合铁(III)[TPPFe(III)Cl]催化下, 带有不同取代基的亚碘酰苯和亚碘酰苯的衍生物作充氧化剂对环己烷进行了仿生单充氧化反应的研究.取代亚碘酰苯中对位取代基的电子效应和间位取代基的电子及立体效应对氧化产物环己醇的产率有良好线性相关性. 亚碘酰苯的衍生物苯亚碘酸二醋酐与苯亚碘酸单对甲苯磺酸酐对环己烷的充氧化能力和邻、间、对亚碘酰苯甲酸与邻亚碘酰苯甲酸酯相似, 环己醇产率接近零. 从而提出亚碘酰苯甲酸及邻亚碘酰苯甲酸酯存在分子内或分子间I(oh)oco成键结构的论点.     

聚苯乙烯微球固载2,6-双(2-苯并咪唑)吡啶的Fe(Ⅲ)配合物催化氧化活性研究

2,6-双(2-苯并咪唑)吡啶(bbp)在氯甲基化交联聚苯乙烯(CPS)微球上进行烷基化反应制得CPS-bbp,然后与FeCl_3·6H_2O进行配合得到配合物CPS-Fe(Ⅲ)-bbp.以该配合物为催化剂分别使用过氧化氢(H_2O_2)和叔丁基过氧化氢(TBHP)作氧化剂对苯乙烯、α-甲基苯乙烯和环己烯进行了催化氧化反应研究.过氧化氢氧化能力强,15 min内反应基本完成,α-甲基苯乙烯和苯乙烯的氧化产物苯乙酮和苯甲醛选择性分别高达98.49%和95.87%;TBHP的氧化缓慢而平稳,24 h后反应基本完成,对α-甲基苯乙烯和环己烯的氧化选择性较好,分别达到97.44%,和94.82%.