CO2与环氧化合物聚合反应的金属卟啉催化体系研究

作为金属卟啉催化作用的新研究领域,金属卟啉作为催化剂催化CO2与环氧化合物合成具有生物降解性能的聚碳酸酯,具有良好的应用前景,在碳资源利用、环境保护和高分子合成化学方面具有重大意义.自从1978年Inoue首次采用金属卟啉催化剂由CO2与环氧化物合成聚碳酸酯以来,化学家们在金属卟啉催化剂体系的设计与合成方面进行了大量研究.在此基础上,本文对金属卟啉作为催化剂应用于CO2与各种环氧化合物的聚合反应、偶联反应及其反应机理研究加以综述;并展望了其应用前景.     

μ-氧代双锰卟啉催化下空气高选择氧化乙苯

金属卟啉能够在温和条件下催化烃类的部分氧化,且有较好的选择性因此,金属卟啉的仿生催化研究不仅具有重大的理论意义,亦有广阔的应用前景,现已成为仿生催化领域中人们极感兴趣的工作,但是,金属卟啉化合物催化领域中人们极感举的工作,但是,金属卟啉化合物催化烃类氧化时,一般须使用诸如PhIO、NaClO、H2O2这样的单氧原子供体作氧化剂,或使用诸如锌粉、Vc等还原剂加分子氧体系,从实际应用来看,单独使用分子氧为氧化剂用于金属卟啉催化烃类氧化是最具诱惑力的。然而,在这方面的研究报导仅见于多卤代卟啉,我们在探索单独用空气作用氧化剂进行金属卟啉仿生催化时发现,象乙苯这样含有相对较为活泼的C－H键的分子,在μ－氧化双锰卟啉（[TPPMn]2O)的催化下,亦能够直接被分子氧氧化,本工作考察了各种因素对该反应的影响。     

高分子卟啉及其金属配合物的研究进展

高分子金属卟啉在载氧、导电及催化氧化性能方面日益受到重视，高分子金属卟啉有多种连接方式，如金属卟啉以配位键或共价键担载于高分子，金属卟啉轴向聚合及卟啉平面聚合等。本文综述了近１０年来高分子卟啉及其金属配合物在合成和性能方面的最新研究成果。     

杂多化合物的酸催化特性及其在有机合成反应中的应用

杂多化合物在各个研究领域中的实际应用日趋广泛。特别是在催化领域内，对杂多化合物催化性能和研究越来越引起人们的关注。本文对在均相和非均相体系中杂多化合物的酸催化的最新研究成果和应用进行了综述，对杂多化合物的酸行为进行了简要的概括，并介绍了作者在这方面的工作。     

铁(Ⅲ)-柠檬酸盐配合物光解引发橙黄Ⅱ的脱色

介绍了金属卟啉化合物的结构、种类及其应用，综述了金属卟啉化合物对烷烃的仿生催化氧化研究进展。运用金属卟啉仿生催化空气氧化环己烷制备环己酮技术，使得停留在实验室研究水平的金属卟啉仿生催化烷烃空气氧化进入了工业化生产。     

金属卟啉催化烯烃环氧化及反应机理研究*

本文就铁卟啉及锰卟啉模拟酶体系近年来在催化烯烃环氧化反应机理方面的最新研究成果进行了详细阐述。均相催化剂固载化技术的应用,使金属卟啉配合物担载于无机载体上克服了卟啉的二聚、催化剂再生等难题,有力地推动了金属卟啉配合物应用研究的发展。     

卟啉化合物的固载化及其应用的研究概况

卟啉是一类重要的大环化合物,广泛存在于自然界和生命体中,具有广泛的应用。 由于自由卟啉化合物的化学稳定性差,天然卟啉通常在特定的天然大分子(多肽)环境中发挥其特性,因此,人们研究开发了多种担体,固载化卟啉和金属卟啉,大大拓展了其应用范围。 本文综述了文献报道的卟啉及金属卟啉的常用固载载体、常用的固载方法、以及固载型卟啉化合物在催化和传感器等领域的最新应用进展,展望了卟啉的固载化和固载型卟啉的应用前景。     

卟啉化合物的固载化及其应用的研究概况

卟啉是一类重要的大环化合物,广泛存在于自然界和生命体中,具有广泛的应用。由于自由卟啉化合物的化学稳定性差,天然卟啉通常在特定的天然大分子(多肽)环境中发挥其特性,因此,人们研究开发了多种担体,固载化卟啉和金属卟啉,大大拓展了其应用范围。本文综述了文献报道的卟啉及金属卟啉的常用固载载体、常用的固载方法、以及固载型卟啉化合物在催化和传感器等领域的最新应用进展,展望了卟啉的固载化和固载型卟啉的应用前景。     

水溶性金属卟啉应用于催化反应的研究进展

综述了水溶性金属卟啉作为催化剂应用于均相或非均相的催化反应的研究进展,重点介绍了水溶性金属卟啉在水或水与有机溶剂混合介质中催化底物氧化反应的催化性能,其中包括烷烃的羟基化,烯烃的环氧化,含氧、含硫及含氮化合物的氧化反应.另外水溶性金属卟啉还可用于催化Suzuki-Miyaura反应、氧化偶联反应、C=C氧化断裂反应等.水溶性金属卟啉催化剂具有水溶性、催化效率高、反应条件温和等优点,因此将在催化反应特别是氧化反应中得到更广泛的应用.     

μ-氧代四苯基双核金属卟啉仿生催化剂的研究进展

综述了国内外及本课题组有关μ-氧代四苯基双核金属卟啉仿生催化剂合成及应用的最新研究进展和成果. 重点介绍了μ-氧代四苯基双核金属卟啉的合成方法, 即两步合成法、柱色谱分离法、一步合成法、自氧化法以及本课题组最新开发的一锅法. 其中一步合成法和自氧化法由于具有适用范围广、收率高等优点, 将成为μ-氧代四苯基双核金属卟啉的主要合成方法. 而一锅法尽管目前收率尚较低, 但由于其完全去掉了中间反应产物的分离和提纯以及原料和溶剂的损失, 而使工艺流程得到大大简化、能耗显著降低, 将成为一种极有发展潜力的合成方法. 系统地阐述了μ-氧代四苯基双核金属卟啉在仿生催化领域中的应用. 尤其是以μ-氧代四苯基双核金属卟啉为催化剂、O2或空气为氧化剂的催化氧化反应, 具有催化剂用量少、氧化剂清洁且廉价易得、无需助催化剂和共还原剂、反应条件温和等优点, 将成为未来仿生催化氧化领域研究的前沿和热点.     

Theoretical studies and industrial applications of oxidative activation of inert C-H bond by metalloporphyrin-based biomimetic catalysis

High costs and low catalytic efficiency of metalloporphyrins, which are an analogue of cytochrome P450 enzyme, are the bot-tlenecks in the industrialization of biomimetic hydrocarbon oxidation reactions. The basic principle and research technique of physical organic chemistry were applied to the process of biomimetic oxidation of hydrocarbon catalyzed by metalloporphyrins. This biomimetic technology could be adapted to bulk chemicals production by developing the new methods for efficient scale-up synthesis of metalloporphyrins, new pathways for molecular oxygen activation on an industrial scale and new approaches to elevate the catalytic efficiency of metalloporphyrins. This review mainly focuses on research carried out in our group.     

长链烷氧基取代金属卟啉／H2O2体系催化烯烃环氧化反应研究

长链烷氧基取代金属卟啉／Ｈ_２Ｏ_２体系催化烯烃环氧化反应研究肖友发，游劲松，余孝其，虞小华，蓝仲薇（四川大学化学系成都６１００６４）关键词长链烷氧基金属卟啉，过氧化氢，烯烃，环氧化反应具有疏水结合部位的金属卟啉，如甾体一金属卟啉［１］、环糊精一金属卟...     

疏水性金属卟啉的合成及催化性能研究

本文合成了一类带疏水性长链的对称卟啉及其金属配合物, 研究了该类金属卟啉在CH2Cl2/H2O两相体系中催化苯乙烯的环氧化反应性能。通过以上研究, 发现催化反应体系中水相PH值对烯烃环氧化反应有很大影响; 改变金属卟啉的疏水性对催化反应影响不大; 具不同中心金属离子的金属卟啉有不同的催化活性, 催化活性顺序为:Mn>Co>Ni>Cu。     

Water-Soluble Metalloporphyrins as Mimics of Heme-containing Enzymes

Hemin is a naturally occurring metalloporphyrin (M-P), which is the common prosthetic group of heme-containing enzymes. Many M-Ps with different ligand structures and central metal ions were synthesized to mimic heme-containing enzymes1-3. To improve the catalytic capability and specificity of mimic enzyme, the effect of axial ligand was studied as well4-8. Similar to the active center of all heme-containing enzymes, M-P should show more or less catalytic activities of heme-containing enz…     

Preparation of heterogeneous cationic metalloporphyrin/heteropolyanion composite catalysts and their high catalytic activity in hydroxylation of cyclohexane with molecular oxygen

A new route to improve the metalloporphyrin catalysts is developed, and it is to constitute heterogeneous composite catalysts with immobilized cationic metalloporphyrins and heteropolyanions. By using the method of synchronously synthesizing and immobilizing porphyrins on cross-linked polystyrene microspheres (CPS microspheres), the immobilized porphyrin TAPP-CPS microspheres, on which ternary amine (TA) group-containing phenyl porphyrin (PP) was immobilized, were first prepared, and then the immobilized cationic porphyrin TMPP-CPS microspheres, in whose structure trimethylammoniophenyl porphyrin (TMPP) was contained, were obtained via quaternization reaction. Finally, three immobilized metalloporphyrins, CoTMPP-CPS (shorten as CoP-CPS), MnTMPP-CPS (MnP-CPS) and FeTMPP-CPS (FeP-CPS), were gained through coordination reactions. These immobilized metalloporphyrins were composited with heteropolyanions by right of the mutual electrostatic interaction with phosphotungstic (PW) acid and phosphomolybdic (PMo) acid as reagents, respectively, resulting in several heterogeneous metalloporphyrin/heteropolyanion composite catalysts such as CoPPW-CPS, CoPPMo-CPS and MnPPW-CPS. The composite catalysts were used in the catalytic hydroxylation reaction of cyclohexane with molecular oxygen as oxidant, and their catalytic performances were investigated. The experimental results show that the heterogeneous composite catalysts have extraordinarily high catalytic activity in the hydroxylation reaction of cyclohexane by molecular oxygen, and the cyclohexanol yield in 8 h can get up to 45.5 %. More importantly, the catalytic activity of the heterogeneous composite catalysts is obviously higher than that of the immobilized cationic metalloporphyrins, and the enhanced catalytic activity is originated from a protection of heteropolyanions against the deactivation of metalloporphyrins.     

金属卟啉配合物的催化氧化应用研究进展

综述了近年来金属卟啉作为催化剂在各种氧化反应中应用的研究进展, 着重介绍了均相体系和非均相体系中各种金属卟啉模拟酶的催化性能.     

聚类卟啉金属配合物

为模拟天然卟啉所具有的特殊生理活性,结构与性能各异的多种金属卟啉被合成并应用于许多领域。实际上,天然金属卟啉是在特定天然高分子-蛋白质营造的空穴中才能发挥其独特的性质,因此,类卟啉金属配合物的高分子化逐渐受到关注,并在载氧、催化、导电等领域取得重要成果。基于结合方式不同,高分子类卟啉金属配合物可分为高分子担载类卟啉金属配合物与聚类卟啉金属配合物。其中,后者以稳定的类卟啉环作为高分子链,不但使高分子骨架稳定,而且活性中心与类卟啉金属配合物之间有效间隔,同时活性中心相对密集,使其表现出较高的稳定性与活性。线形与平面型聚金属卟啉与金属酞菁表现出良好的导电性与催化活性;手性Salen席夫碱易于聚合得到线形或网状聚Salen希夫碱金属配合物,其表现出较强的催化活性、高ee值和可循环性。异双核聚类卟啉金属配合物也表现出较强的催化活化分子氧性能。     

Mn(Ⅲ)-四芳基卟啉与高碘酸四丁基铵催化羧酸的氧化脱羧:金属、取代基和轴向阴离子配体的影响

锰四芳基卟啉与高碘酸四丁基铵(n-Bu4NIO4)和咪唑(ImH)组合,为羧酸氧化脱羧提供了一个有效的催化剂体系.中位含有吸电子基团和/或大体积芳基的中位-四芳基卟啉使金属卟啉的活性降低.咪唑的存在和金属中心的选择对金属卟啉的催化性能起关键性作用,催化体系中的反离子也有重要影响.Mn(TPP)CN/n-Bu4NIO4/ImH体系的催化活性最好.二苯基乙酸的氧化脱羧可能涉及高价的含氧锰物种与反应物间的相互作用,提出了可能的反应机理.     

Facile Synthesis of Metalloporphyrins-Ba2+ Composites as Recyclable and Efficient Catalysts for Olefins Epoxidation Reactions

A facile co-precipitation method was developed to prepare the novel metalloporphyrins-Ba^2+composites with ca.3μm diameter and olive-like morphology.Olefins epoxidation reactions were employed to investigate their catalytic performance.Compared with the free metalloporphyrins,the composites exhibited not only the improved stability and recyclability,but also the enhanced catalytic activity.Such catalytic behaviors could be related to the unique stnictiire of the composites,e.g.,the strong interaction between R-SO3^-and Ba^2+ions and the uniform distribution of metalloporphyrins on the catalyst surface,respectively.Furthermore,the composites showed good compatibility with a wide range of substrates.The well-designed composites are expected to be efficient catalysts,alternative to many sophisticated-synthesized metalloporplirins-based materials,in the industrially important reactions.