硫化铜负载L-脯氨酸催化剂的制备及近红外激光辅助催化不对称Aldol反应

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负载型L-脯氨酸催化剂广泛应用于羟醛缩合反应、曼尼希反应等不对称催化反应,但由于传统负载材料只为L-脯氨酸提供载体,无法解决L-脯氨酸反应速度慢、高温下对映选择性低等问题,限制了L-脯氨酸在工业方面的应用。本文通过在L-脯氨酸载体内部引入具有光热转换能力的内核,在808 nm近红外激光的照射下使催化剂表面形成局部高温的微环境,与L-脯氨酸进行协同催化,缩短反应时间,提高反应转化率的同时表现出较高的ee值,和良好的重复使用性能。本论文主要工作包括以下三部分:介孔二氧化硅包覆硫化铜纳米片的制备和表征:以氯化铜和硫代乙酰胺为反应原料,利用共沉淀法制备硫化铜纳米片;利用正硅酸乙酯为硅源,在结构导向剂的帮助下使介孔二氧化硅均匀的包覆在硫化铜纳米片的表面,获得Cu S@m Si O2载体。对载体进行XRD、SEM、UV-Vis以及光热转换测试,对载体的结构、形貌和光热性能进行表征。负载型L-脯氨酸催化剂的制备:在得到的载体的基础上利用kh560对介孔二氧化硅进行改性,得到环氧乙烷化的载体,将改性后的载体在三乙胺的帮助下与N-Boc-反式-4-羟基L-脯氨酸进行连接,最后通过溴化氢的乙酸溶液对L-脯氨酸进行脱保护,最终获得Cu S@m Si O2@L-脯氨酸催化剂。将制得的催化剂直接用于丙酮和各类芳香醛类化合物之间的羟醛缩合反应:研究了影响CSKP(Cu S@m Si O2@L-脯氨酸)催化剂催化Aldol反应的转化率和ee(对映体过量)值的影响因素。在丙酮与对硝基苯甲醛之间的Aldol反应中使用去离子水为反应溶剂、催化剂含量为20 mol%,利用808 nm激光辅助催化反应进行,反应进行3h就得到了良好的反应转化率(>99%)和ee值(95%)。循环测试表明,在重复使用七次后反应转化率和ee值没有明显降低。
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