全氟烷基磺酸盐和全氟烷基磺酰亚胺盐的多相化催化研究

传统的Lewis酸催化剂在环境的压力下受到挑战,全氟烷基磺酸盐和全氟烷基磺酰亚胺盐作为均相、高效的Lewis酸催化剂在有机合成中受到人们的关注.为了简化分离操作,人们对全氟烷基磺酸盐和全氟烷基磺酰亚胺盐的多相化进行了研究,并已取得巨大进展.本文综述了全氟烷基磺酸盐和全氟烷基磺酰亚胺盐分别负载在有机载体、无机载体以及离子液体上的多相化催化最新研究进展,简要概括了其制备方法和催化活性,并对其催化应用前景进行了展望.     

全氟烷基磺酰亚胺盐催化芳香化合物硝化反应的研究

利用系列全氟烷基磺酰亚胺盐[M(NPf₂)_n]作为一种新型的Lewis酸催化剂，用于催化芳香化合物与等摩尔65% (m∶m)硝酸的硝化反应. 通过考察不同的催化剂、反应时间、反应温度和反应介质效应等因素对甲苯硝化的影响，以及比较1 mol% Yb[N(C₄F₉SO₂)₂]₃催化不同结构的取代芳烃硝化反应的效果，表明全氟烷基磺酰亚胺盐不仅具有环境友好和原子经济的特点，而且是一类比常规Lewis酸更有效的、芳香化合物硝化反应的催化剂.     

全氟烷基磺酰亚胺配合物及其催化应用

介绍了全氟烷基磺酰亚胺(PFSI)配合物的结构、性质及制备,综述了一些全氟烷基磺酰亚胺配合物作为Lewis酸催化剂的最新应用进展,并对其催化应用前景进行了展望.     

季铵盐型离子液体中全氟烷基磺酰亚胺盐催化的芳烃硝化反应

全氟烷基磺酰亚胺盐与季铵型离子液体（Cu(N(C4F9SO2)2)2/[N4446][NTf2] 或 In(NTf2)3/[N4446][NTf2]）组成的新催化体系,可以很好的催化芳香族化合物的硝化反应。以氯苯的硝化为例,用硝酸和醋酸酐混合物为硝化试剂,在2mol%的Cu(N(C4F9SO2)2)2或In(NTf2)3催化剂催化下,室温下反应10分钟,氯苯的转化率就可分别达到87.6% 和 90.6%,反应产物的邻/对位比为4.3和4.8。并且这种催化剂与离子液体组成的催化体系很容易被回收,并可以连续使用5次以上。     

疏水性全氟烷基磺酰亚胺固体酸催化酯化与Pechmann缩合

通过溶剂热的方法,成功制备一类具有良好疏水性和强酸性的高分子,聚二乙烯苯-对苯乙烯磺酰基全氟丁基磺酰亚胺(记作H-PDVB-0.3-SSFAI).用于催化水相中长链脂肪酸的酯化反应,可获得88%转化率(24 h);在直接酯化反应体系中,转化率最高能达到95%~96%(5~6 h);催化短链的乙酸和己酸的酯化反应,伯醇和环己醇都能顺利进行,其中,环己醇转化率87%~92%(4 h).催化剂能循环使用至少7次.在无溶剂条件下用于催化另一类酯化反应Pechmann缩合,制备7-羟基香豆素,能在140℃高温下循环使用4次,平均产率约90%.H-PDVB-0.3-SSFAI的良好疏水性、强酸性和丰富多孔性,是影响其催化效率的关键.     

全氟辛基磺酰亚胺稀土(Ⅲ)催化氟两相Friedel-Crafts烷基化反应

制备了全氟辛基磺酰亚胺盐(M[N(SO2C8F17)2]n,n:3,4),并用于催化氟两相烷基化反应。考察了催化剂种类、反应时间、反应温度和催化剂用量对烷基化反应的影响,同时探讨了Yb[N(SO2C8F17)2]3对烷基化试剂摩尔比为0.2%时,催化烷基化试剂与不同芳烃的反应,表明Yb[N(SO2C8F17)2]3是一种有效的烷基化催化剂。含有催化剂的氟相通过简单的相分离后,可回收利用。氟相重复使用5次,其催化活性降低不大。     

固体全氟烷基有机超酸的催化应用进展

全氟烷基超酸(磺酸RfSO3H,磺酰亚胺(RfSO2)2NH和磺酰基甲烷(RfSO2)3CH)比普通强酸(RSO3H等)表现出更强的酸性和更优秀的催化活性,固载化能提供高效的绿色催化途径.尤其无机载体SiO2负载固体酸,同时具备有机材料和无机材料的优点,比表面大、热稳定性好、酸位点有效、结构/织构可调可控.本文综述了上...     

MCM-41固载胺钯配合物的制备及对Heck反应催化性能的研究

以MCM-41分子筛作为固载材料, 经氨基功能化后与各种钯化合物形成一系列MCM-41载钯配合物, 采用XRD, XPS等技术对其结构及表面性能进行了表征, 研究了催化剂的制备条件等因素对催化Heck芳基化反应性能的影响; 以共轭烯烃和各种芳基碘的Heck芳基化反应考察了MCM～NH₂•Pd(0, II)配合物的催化性能. 结果表明, MCM-41的结构没有被破坏, MCM～NH₂载钯配合物具有较高的催化活性和立体选择性, 在较低的温度(70～90 ℃)下, 可高产率地生成一系列取代的反式产物.     

含全氟烷基磺酰基新型异黄酮化合物的合成

异黄酮类化合物广泛存在于植物中,是许多中草药的有效成分。美国食品和药物管理局将大豆列为能够真正降低患心脏病危险的少数食品之一,研究发现大豆防病作用的关键因素在于其中大量存在的各类黄酮类成分[1]。1993年Coward等[2]首次报道大豆异黄酮具有抵御癌细胞的作用,其后W ei     

MCM-41负载硫醚钯配合物的合成及其催化芳基卤化物的羰基化性能

γ-(β-氰乙硫基)丙基三乙氧基硅烷依次用纳米介孔分子筛(MCM-41)固载、与氯化钯反应, 合成了MCM-41负载硫醚钯配合物. 该新型负载钯配合物是芳基卤化物的羰基化反应的有效催化剂, 为各种取代的N-苯基苯甲酰胺、苯甲酸丁酯的合成提供了方便实用的新途径.     

Pt-Al/MCM-41催化剂的制备及催化合成有机硅增效剂

以介孔硅MCM-41为载体,AlCl₃为促进剂,制备了负载型Pt-Al/MCM-41催化剂。利用傅里叶红外光谱（FTIR）、N₂吸附-脱附、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、电感耦合等离子体发射光谱（ICP）对催化剂的结构、形貌以及金属间作用力进行了表征,着重探讨了不同Al加入量对催化剂结构和金属间作用力的影响,系统考察了Pt-Al/MCM-41用于催化聚乙二醇烯丙基醚和七甲基三硅氧烷合成有机硅增效剂。结果表明,Al的加入量对催化剂的结构和有序度有一定的影响,其比表面积、孔容和有序度随着Al用量的增加而逐步降低。此外,加入一定量的Al有利于提高Pt晶粒的分散度,减小其粒径。Pt₁Al₂/MCM-41催化剂具有良好的重复使用性,使用6次无明显失活,其转化率仍大于90%。合成有机硅增效剂的最佳工艺为：n_PGAE/n_MD^HM=1.1,反应时间为4 h,反应温度为100℃,催化剂用量为0.5%,其转化率达94.1%。     

Pt-Al/MCM-41催化剂的制备及催化合成有机硅增效剂

以介孔硅MCM-41为载体,Al Cl_3为促进剂,制备了负载型Pt-Al/MCM-41催化剂。利用傅里叶红外光谱(FTIR)、N_2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)对催化剂的结构、形貌以及金属间作用力进行了表征,着重探讨了不同Al加入量对催化剂结构和金属间作用力的影响,系统考察了Pt-Al/MCM-41用于催化聚乙二醇烯丙基醚和七甲基三硅氧烷合成有机硅增效剂。结果表明,Al的加入量对催化剂的结构和有序度有一定的影响,其比表面积、孔容和有序度随着Al用量的增加而逐步降低。此外,加入一定量的Al有利于提高Pt晶粒的分散度,减小其粒径。Pt_1Al_2/MCM-41催化剂具有良好的重复使用性,使用6次无明显失活,其转化率仍大于90%。合成有机硅增效剂的最佳工艺为:n_(PGAE)/n_(MDHM)=1.1,反应时间为4 h,反应温度为100℃,催化剂用量为0.5%,其转化率达94.1%。     

MCM-41负载甲基三氧化铼的制备及其对环氧化反应的催化性能

通过多步接枝法将双吡啶-甲基三氧化铼配合物负载到MCM-41上,获得多相化的甲基三氧化铼催化剂.通过傅里叶变换红外光谱、紫外-可见漫反射光谱、元素分析、原子吸收、X-光射线衍射以及氮气吸附等方法对负载催化剂进行了表征.将其用于过氧化氢、尿素过氧化氢络合物环氧化环己烯、苯乙烯以及1-辛烯的催化剂,显示很高的催化活性和环氧化物选择性,但循环使用性能较差.     

Alkylation of Hydroquinone with tert-Butyl Alcohol over Bis[（perfluoroalkyl）sulfonyl]imides Supported on MCM-41

Bis[（perfluoroalkyl）sulfonyl]imides [HN（SO2Rf）2, and Rf represents the perfluorinated alkyl group] supported on MCM-41 were synthesized and characterized by XRD, FTIR, SEM, TGA and N2-adsorption techniques. The supported catalysts, HN（SO2Rf）2/MCM-41, were used as the catalysts for the tert-butylafion of hydroquinone （HQ） with tert-butyl alcohol （TBA） in the liquid phase. A high yield （52.0%） of 2-tert-butyl hydroquinone （TBHQ） could be obtained in the presence of 5 tool% HN（SO2C4F9）2/MCM-41 under the optimized reaction conditions and the heterogeneous catalyst could be recycled at least 6 times without substantial loss of activity.     

二氧化硅负载全氟丁基磺酰亚胺的制备与耐水性研究

酸官能团C4F9SO2NHSO2-通过两步溶胶-凝胶法,链接到SiO2载体上,制备得到一种新型的有机-无机杂化固体酸(PSFSI-MSMA15/SiO2).反应以对苯乙烯磺酰基全氟丁基磺酰亚胺钠(1)为原料,与3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MSMA)共聚形成预聚体(2),2与原硅酸四乙酯水解缩合,获得PSFSI-MSMA15/SiO2,负载的酸官能团通过FT-IR,TG/DTG及XPS表征,酸负载量约0.62 mmol/g,热稳定性可达到210℃.实验结果表明,酸组分在水体系中稳定,是一种耐水性强酸.催化性能及可循环性在进一步研究中.     

席夫碱修饰的介孔分子筛MCM-41催化有机反应的研究进展

介孔分子筛MCM-41在催化、吸附和分离等方面具有优异的性能,而席夫碱在催化、生物活性和医药等方面也表现出很好的活性,席夫碱配合物修饰的介孔分子筛MCM-41催化有机反应的应用已成为有机化学研究的热点之一.针对近年来席夫碱修饰的介孔分子筛MCM-41在烯烃的氧化、醇的氧化、Suzuki偶联、不对称催化及其它反应中的应用研究进行了综述.     

中孔MCM-41负载Ru纳米粒子催化剂用于超声辐射下芳烃选择氧化反应

以中孔MCM-41为载体制得均一分散的粒径约5nm的Ru纳米粒子催化剂MCM-41-Ru,采用电感耦合等离子体、透射电镜、能量散射谱、X射线衍射和N2吸附-脱附法对其进行了表征,并将其作为可重复使用高效催化剂用于超声辅助芳烃选择氧化反应.结果表明,在超声辐射和KBrO3为氧化剂条件下,MCM-41-Ru催化剂加速了氧化反应,并以较高产率得到目的产物.回收的催化剂用于下次反应时活性保持不变,但其活性中心性质发生变化.     

介孔分子筛MCM-41固载多氮杂环席夫碱与醋酸钴共同催化的Henry反应

采用2-苯基-2氢-1,2,3-三唑-4-醛固载改性的MCM-41与醋酸钴共同催化的Henry反应。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线多晶衍射(XRD)等技术手段对催化剂进行了表征。在室温下考察了金属盐、溶剂对反应的影响,催化剂循环使用3次后催化活性基本无变化(产率可达80.5%)。     

苯官能化MCM-41的合成、表征、磺酰化及与二胺的反应

以三乙氧基硅基苯((C₂H₅O)₃Si-Ph，（(triethoxysilyl)benzene，TESB)以及正硅酸乙酯（TEOS）的混合液为硅源，以溴代十六烷基吡啶(CPBr)为模板剂，在HCl介质中合成了苯官能化的有机-无机杂化介孔分子筛MCM-41。对合成的分子筛用FT-IR、PXRD、TEM、N₂吸附-脱附等手段进行了表征。结果表明，合成的苯官能化的有机-无机杂化介孔分子筛具有良好的介孔孔道结构。用三甲基氯硅烷对分子筛表面的Si-OH进行了封端处理，用氯磺酸对合成的苯官能化的有机-无机杂化介孔分子筛进行了磺酰化，并与各种二胺进行了反应。     

铜催化苯甲酰亚胺高烯丙酯的分子内胺化全氟烷基化反应

报道了铜催化苯甲酰亚胺高烯丙酯底物的分子内胺化全氟烷基化反应. 该反应以全氟碘代烷为全氟烷基化试剂, 醋酸铜为催化剂, 邻菲啰啉为配体, 在醋酸银存在下以中等的收率实现苯甲酰亚胺高烯丙酯底物末端双键的胺化全氟烷基化, 最终生成1,3-噁嗪类分子. 多种官能团取代的苯甲酰亚胺高烯丙酯和具有不同碳链长度的全氟碘代烷烃都能适用于该反应, 为多氟烷基取代的1,3-噁嗪类化合物的合成提供了一种简洁的方法. 多氟烷基取代的1,3-噁嗪类化合物还可在温和条件下高效转化为γ氨基醇衍生物. 初步的机理研究证明该反应经历了全氟烷基自由基对碳碳双键的亲电加成, 之后苯甲酰亚胺基团作为分子内亲核性胺源经历分子内亲核取代途径生成1,3-噁嗪骨架.