周茂祥
,
张磊磊
,
Jeffrey T. MILLER
,
杨小峰
,
刘晓艳
,
王爱琴
,
张涛
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62511-1
由简单小分子通过 C–C键偶联来构筑复杂多样的大分子是有机合成的重要方向.传统的 C–C键偶联反应一般使用卤代烃和金属有机化合物为底物,具有原子效率低、有害废弃物排放等缺点.因此,迫切需要发展一种绿色高效的 C–C键偶联方法.其中,以醇类化合物作为底物通过“氢转移”(脱氢/aldol缩合/加氢)实现 C–C键偶联的途径受到广泛关注.该方法具有诸多优点：(1)醇类化合物来源广泛、价格低廉、相对安全；(2)只产生 H2和 H2O,没有其它副产物.但由于醇类化合物(特别是仲醇)脱氢困难,该偶联反应条件一般比较苛刻.我们使用 O2来辅助仲醇脱氢,采用离子交换树脂负载的 Au6Pd纳米颗粒为催化剂,实现了温和条件下伯醇和仲醇的偶联反应.而且发现在氧化气氛下,反应过程中发生了“氢转移”现象,产物为饱和酮类化合物.通过设计对照实验并结合 XAFS(X–射线吸收光谱)表征结果,我们揭示了在 Au6Pd/resin催化剂上发生“氢转移”反应的机理. AuPd/resin催化剂采用离子交换–NaBH4还原法制备. TEM照片显示 Au, Pd以及双金属 AuPd纳米颗粒均匀分散在载体上,平均粒径为2–4 nm,而且随着 Au/Pd比例减小, AuPd纳米颗粒的粒径逐渐减小. XRD谱图显示,随着 Au/Pd比例减小, Au(111)衍射峰逐渐向高角度发生偏移,说明 AuPd形成了合金.我们以苯甲醇和(±)-1-苯乙醇氧化偶联为探针反应考察了催化剂的催化性能.结果显示,以 Au/resin和 Pd/resin为催化剂时,产物为不饱和酮.而以 AuPd/resin为催化剂时,转化率显著提高,说明 AuPd之间存在明显的协同作用.而且随着 Au/Pd比例增加,产物逐渐由不饱和酮转变为饱和酮,当 Au/Pd≥6时,产物完全为饱和酮,说明反应过程中发生了“氢转移”.为验证这一推测,我们以苯甲醇和查尔酮为底物在相同条件下反应.结果显示,以 Au/resin和 Pd/resin为催化剂时,查尔酮没有转化.而以 AuPd/resin为催化剂时,查尔酮大部分转化为饱和酮(转化率为91%),验证了反应中发生了“氢转移”的推测.为研究“氢转移”发生的机理,我们采用 XAFS对催化剂价态进行了表征. Pd元素 K边 X射线吸收谱图显示,随着催化剂中 Au/Pd比例的增加,E0值逐渐减小,说明 Pd价态逐渐降低. EXAFS拟合数据表明,随催化剂中 Au/Pd比例增加, Pd–O配位数逐渐减小.基于以上结果推断,在 AuPd/resin催化剂中,随着 Au/Pd比例的增加, Pd的抗氧化能力显著增强,更多的 Pd以 Pd(0)形式存在.结合文献报道结果,我们认为正是催化剂中的 Pd(0)夺取了醇的βC–H后生成了 Pd–H,而 Pd–H是“氢转移”反应的催化剂.另一方面,有文献报道,在氧化气氛下, O2也可以辅助脱除醇的βC–H.为区分 Pd(0)和 O2在脱除醇βC–H中的作用,我们对 Au6Pd/resin在惰性气氛下对伯醇(苯甲醇)或仲醇((±)-1–苯乙醇)转化的催化性能进行了考察.结果显示,苯甲醇可以转化为苯甲酸(收率为23%),而(±)-1–苯乙醇则完全没有转化.这说明伯醇可以直接被催化剂(Pd(0))活化,而仲醇的活化则必须有 O2参与.综上,我们提出伯醇和仲醇氧化偶联反应的机理： Au6Pd/resin催化伯醇转化为醛(同时产生 Pd–H物种),而 O2辅助活化仲醇转化为酮.醛和酮发生 aldol缩合生成α,β不饱和酮,该中间物种被 Pd–H加氢生成饱和产物.
关键词:
金钯合金
,
C-C键偶联
,
醇氧化
,
转移加氢
,
抗氧化
李保国
,
边占喜
,
曹立志
,
赵蔚
应用化学
doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2001.11.007
10种二茂铁甲酰基-1,1′-二烷基二茂铁经LiAlH4还原得到10种相应的二茂铁基-1,1′-二烷基二茂铁甲醇.这类羟基化合物对酸的敏感性很高.由2种二茂铁基-1,1′-二乙基二茂铁甲醇与BF3在二氯甲烷中反应形成了稳定的二茂铁基-1,1′-二乙基二茂铁甲基碳正离子.无需从反应混合物中分离,该离子与乙胺作用得到了2种N-取代产物.由元素分析、红外光谱和核磁共振氢谱证实了化合物的结构.
关键词:
二茂铁基二烷基二茂铁甲醇
,
二茂铁甲酰基二烷基二茂铁
,
二茂铁基二乙基二茂铁甲基碳正离子
,
合成
许胜
,
李洪彬
,
林秋宁
,
曾繁花
,
沈洁
,
闫修维
,
米普科
催化学报
以二茂铁、二茂钛、二茂锆和取代茂锆为催化剂用于催化酯化合成乙酸丁酯, 探讨了不同茂金属、反应时间和催化剂用量对反应性能的影响. 结果表明, 低含量的茂金属就可高效催化酯化反应. 当催化剂为二茂钛, 其含量为 0.049%(摩尔比)时, 反应 30 min 产物乙酸丁酯的分离收率达到 90%, 纯度达到 98%. 以 400 目不同温度活化的硅胶为载体, 考察了负载二茂锆催化剂的性能. 当硅胶在 400 ℃ 焙烧 4.0 h, 负载二茂锆催化剂用量为 Zr/丁醇 = 0.487% (摩尔比), 反应后乙酸丁酯收率为 90.6%, TOF = 318 h-1. 该反应的产物后处理不需要用水洗涤, 无废水排出, 催化剂易回收利用, 是一个绿色的反应过程.
关键词:
茂金属
,
负载型催化剂
,
乙酸
,
丁醇
,
酯化反应
王艳学
,
边占喜
,
赵庆华
,
翟林益
,
于海军
,
云青
应用化学
doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2002.10.008
以酰氯为酰化剂,无水三氯化铝为催化剂,二氯乙烷为溶剂,对二茂铁进行酰化反应,得到一系列单取代和双取代的酰基二茂铁. 经Clemmenson还原法还原得到相应的烷基二茂铁. 通过元素分析、红外光谱、折光率的测定,对这些烷基二茂铁进行了表征. 并用循环伏安法研究了烷基二茂铁的电化学性质,并测试了其在复合固体推进剂中的燃速催化性能.
关键词:
烷基二茂铁
,
电化学性质
,
燃速催化性
陈正军
,
郑建华
高分子材料科学与工程
茂金属烯烃聚合催化剂是近年研究的热点,与多相齐格勒-纳塔催化剂相比,茂金属均相催化剂具有单一的催化活性中心,这种单点催化有可能通过催化剂分子设计而控制聚合物的分子量、微结构及力学性能等.文中综述了近20年来烯烃聚合用茂金属均相催化剂的品种、催化剂的结构与聚合物的有规性的关系、催化活性的影响因素等问题,介绍了茂金属催化剂的合成方法.
关键词:
茂金属催化剂
,
均相催化剂
,
立体有规聚合
王家喜
,
韩利华
,
张留成
,
李云庆
高分子材料科学与工程
采用悬浮法和溶液法将带有不饱和双键的金属茂钛族化合物与苯乙烯、二乙烯苯进行共聚,分别合成了以聚苯乙烯为载体的键联型负载茂钛族催化剂.茂锆化合物比茂钛化合物容易与苯乙烯、二乙烯苯共聚.茂金属化合物对苯乙烯自由基聚合的链式反应有催化作用,茂钛化合物的催化作用比茂锆化合物高,茂环上的取代基对茂金属化合物的催化活性影响较大,立体位阻小的催化活性高.茂锆化合物的催化反应类似于活性聚合,聚合反应中存在不同的活性中心,该反应有别于纯自由基反应.
关键词:
共聚
,
取代茂钛族化合物
,
苯乙烯
,
负载
李保国
,
赵蔚
,
曹立志
应用化学
doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2002.12.005
双二茂铁甲醇、二茂铁基-2,1-二乙基二茂铁基甲醇和二茂铁基-3,1-二乙基二茂铁基甲醇与BF3在CH2Cl2中形成稳定的双二茂铁基碳正离子,该离子无需从反应混合物中分离,便可与乙醇胺作用得到3种双二茂铁甲氨基醇. 在三乙胺存在下,用三甲基氯硅烷对这些氨基醇进行硅烷基化可直接得到相应的烷氧基硅烷. 用元素分析、红外光谱法和核磁共振氢谱法证实了化合物的结构.
关键词:
双二茂铁甲氨基醇
,
双二茂铁甲醇
,
合成
,
硅基化
