高分子金属络合物催化剂是人们受到金属酶催化作用的启发，将催化活性中心粒子固定在含有功能配位基团的高分子上，形成的一类兼具均相催化与多相催化优点的新型催化剂。高分子金属催化剂的稳定性高，腐蚀性小，易从反应体系中分离回收并重复使用，有较好的催化活性和选择性，能在一定程度上模拟或显示酶催化的某些特征，因此高分子金属催化剂的研究一直受到催化工作者的关注。壳聚糖是一种特殊的天然高分子化合物，含有配位基团氨基和羟基，与金属离子具有良好的配位能力，因此壳聚糖金属配合物作为催化剂被应用于氢化、聚合、氧化等反应中。Heck反应一般是指卤代烃与活化不饱和烃在钯催化作用下生成主要为反式取代产物的反应，由于它能高效地一步合成碳-碳键、碳-杂原子键，得到立体选择性很高的产物，而且反应条件温和，因此已发展成为立体选择性地形成碳-碳键等的重要合成手段。 本论文首先对壳聚糖金属配合物催化剂和壳聚糖载体的研究进展以及Heck反应的研究概况作了较详细的文献综述。文献调研表明，以壳聚糖为载体的固载配合物催化剂已有相关研究，但其负载钯配合物作为Heck反应多相催化剂的研究却未见报道；其次以壳聚糖为载体制得了钯配合物催化剂，并对其进行了结构表征；第三研究了壳聚糖钯配合物催化剂在Heck反应中的应用；最后制备出了以壳聚糖为载体的铜、钴、镍、钌等过渡金属配合物催化剂，并探索了它们在Heck反应中的催化性能。通过研究发现该催化剂是一种制备简单、对Heck反应有较高催化活性和选择性、易于分离回收和重复使用的绿色催化剂。研究结论如下： 一、壳聚糖钯配合物催化剂的制备方法、表征及其可能结构 1．用几种不同方法制得了壳聚糖钯配合物催化剂。通过比较，它们对Heck反应的催化性能相近。其中制备方法最简便的是在室温下通过与氯化钯乙醇溶液作用制得壳聚糖负载氯化钯黄色粉末，进一步在乙醇溶液中回流还原，制得壳聚糖钯配郑州大学硕士学位论文合物催化剂。2.利用FTIR、XPS、XRD和DTA一TG对所制得的壳聚糖把配合物进行表征，结果表明壳聚糖与把发生了配位作用。3.壳聚糖把配合物催化剂的可能结构如下:CHZOHCH20H 粼一丫厂。一CH20H户日’CHZOHCHZOHCHZOHOH户//oHCHZOHCHZOH 4.原子吸收的分析结果表明催化剂中的钮含量为w(Pd)=2.0%，与理论值相吻ZS「JO二、壳聚糖把配合物催化剂对Heek反应的催化性能研究 1.碘代苯与丙烯酸的Heck芳基化反应:考察了原料配比、缚酸剂的种类、缚酸剂三乙胺的用量、反应溶剂、反应温度、催化剂的用量和反应时间对产率的影响。实验结果表明:丙烯酸15~ol、碘代苯10~ol、三乙胺25 mmol、催化剂0.059，在6.0:nL的DMF溶剂中于80 OC的温度下反应sh，可得到产率为93.3%的肉桂酸。 2.碘代苯与丙烯酸丁酷的偶联反应:利用正交实验方法考察了原料配比、缚酸剂三乙胺的用量、反应温度、反应时间和催化剂的用量对该反应的影响。结果表明:反应因素的影响大小为:反应温度>原料配比>三乙胺用量>催化剂的用量>反应时间;在最佳的反应条件下:碘代苯5 nln101、碘代苯与丙烯酸丁酷的摩尔比为1:1、三乙胺9 mmol、催化剂0.19时，氮气保护下140 OC反应sh，肉桂酸丁酷的产率可高达99.8%。 3.研究了壳聚糖铭配合物催化剂对不同反应底物的偶联反应，得到了较为满意的结果:。利用熔点测定、红外光谱、核磁共振氢谱对产物进行了分析测试，结果与郑州大学硕士学位论文文献值和标准图谱一致。 4.催化剂可以通过简单的过滤、溶剂洗涤进行回收，并能多次重复使用。三、壳聚糖其它过渡金属配合物催化剂的制备及其对Heck反应的催化性能探索 1.制备了壳聚糖钻配合物催化剂、壳聚糖铜配合物催化剂、壳聚糖镍配合物催化剂、壳聚糖锗配合物催化剂。 2.对以上所制备的四种催化剂进行了红外表征，并探索了它们在碘代苯与丙烯酸的Heck芳基化反应中的催化性能。实验结果表明，壳聚糖钻、铜、镍配合物催化剂对该反应具有一定的催化活性，其中壳聚糖镍配合物催化剂的活性较好。壳聚搪钉配合物对该反应则几乎没有催化活性。