钯催化的Sonogashira交叉偶联反应,是一类重要的构建碳碳键的有机合成反应,是目前合成取代炔烃和大共轭炔烃的首选方法。近年来,这类反应的主要发展方向,集中在制备出更高效的负载型钯催化剂。将贵金属钯负载于功能载体上,方便其回收循环利用,最终有利于减少钯的消耗量。本研究以微流控技术为平台,开发制备了一种理想的贵金属钯的载体材料,即壳聚糖/二氧化硅核壳型多孔复合微球。以该功能微球为载体,成功制备了负载型钯催化剂,并应用于一系列Sonogashira交叉偶联反应。主要研究内容如下:第一章的主要内容是介绍本论文的研究背景和理论基础。简单阐述了钯催化的Sonogashira交叉偶联反应的基本原理和发展状况,壳聚糖-二氧化硅复合材料在催化剂载体方向的应用和研究现状,以及微流控技术对制备核壳结构微液滴方面特有的优势等。最后阐述了本论文的关键科学问题和研究思路。第二、三章的内容是壳聚糖/二氧化硅核壳型多孔复合微球负载纳米钯催化剂的制备和表征,负载型催化剂的制备分为载体制备和贵金属钯负载两部分。载体制备方面,壳聚糖/二氧化硅核壳型多孔复合微球,是以壳聚糖为内核,二氧化硅为壳层的、孔隙率达81.15%的载体材料。在双重同轴环管微通道中产生的微液滴,在凝固浴中进行收集和预固化,这一过程利用的是壳聚糖分子的氨基与凝固浴内戊二醛分子之间的化学交联作用;预固化的同时,硅溶胶自身的凝胶化反应也在缓慢进行,最终将微液滴固化成微球。载体中的壳聚糖成分,一方面用于预固化,另一方面用于后期与钯离子的化学螯合;硅溶胶成分,一方面用于凝胶化,另一方面壳层的二氧化硅可以保护内核,避免壳聚糖分子与戊二醛分子的过度交联,为后期钯的负载保留足够的吸附位点,另外,二氧化硅也可以增强微球的机械强度,避免反应过程中外在因素对负载在材料上的钯造成损失。贵金属钯的负载方面,多孔复合微球对钯离子的吸附过程契合拟二级模型,说明壳聚糖与钯离子之间的化学螯合过程是吸附速率控制步骤;吸附效果契合Langmuir单分子层吸附模型,证明主要吸附力属于化学作用,最大吸附量达到130.04 mg/g,而物理吸附量基本可以忽略。吸附于功能载体上的钯离子,经硼氢化钠还原为钯单质,其纳米颗粒粒径集中分布在2-3 nm,且单分散性良好,晶格清晰可见,间距约0.24 nm,对应于贵金属钯的主催化晶面(111)。第四章的主要内容是,壳聚糖/二氧化硅核壳型多孔复合微球负载钯催化剂,被应用于一系列Sonogashira交叉偶联反应。在示例反应——4-碘代苯乙酮与苯乙炔的交叉偶联反应中,每2 mmol 4-碘代苯乙酮仅需要5 mg质量分数为1%负载型钯催化剂,实际贵金属钯的用量仅为50 μg,反应收率可达到98.9%。经循环利用8次后,收率仍然保持98%以上,钯纳米颗粒依然单分散性良好,几乎没有团聚。而反应剩余液中,流失的钯含量仅为0.072 ppm,可以忽略不计。证明了功能载体上的壳聚糖与贵金属钯之间,结合力较强,钯不易从载体上脱落,这增强了贵金属催化剂的循环利用效果,同时避免了产物或废液中的贵金属残留。可以推断,本研究中制备的壳聚糖/二氧化硅核壳型多孔复合微球,在其他多种贵金属的负载型催化剂的制备中,同样可以有良好的应用前景,是一种较为理想的、具有普适性的贵金属催化载体材料。第五章为总结与展望。总结了本论文工作及其创新点的同时,对后续拟开展的研究方向进行了展望。