负载型钯催化剂的制备及其对一锅法还原胺化反应、Suzuki反应和加氢反应的研究

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在现代有机合成领域,钯是其中用途最广和最普遍采用的金属之一。钯催化的各类反应已经成为合成化合物必不可少的手段,广泛应用于天然产物、聚合物、农用化学品和药品的合成。由于胺类化合物和联芳基化合物在制药和精细化学品等方面的广泛应用,从而Pd催化的C-C键和C-N键的形成已经成为催化化学和有机合成化学的研究热点。本论文主要研究了负载型钯催化剂的制备及其在一锅法还原胺化反应、Suzuki反应和氢化还原反应中的应用。此论文主要包括以下三个部分:第一部分采用共沉淀法简单制备了催化剂Pd/Fe304。用透射电镜、X射线粉末衍射、振动样品磁强计及氮气吸脱附对此催化剂进行了表征。随后,所制备的催化剂被应用于一锅法的还原胺化反应。催化性能表明,在室温和一个氢气压力下,催化剂对醛和芳香硝基化合物的一锅法还原胺合成苯胺衍生物的反应有较好的反应活性。此催化剂易于用磁铁回收,且可重复使用性较好,反应经八次循环,其反应产率和反应活性没有很大的改变。第二部分先用水热法制备了介孔分子筛SBA-16,用末端带氨基的硅烷偶联剂化学修饰此材料,接着接枝2-乙酰基吡啶,最后固定二价钯于功能化的载体上,合成了新型催化剂Pd(Ⅱ)-SBA-16。用透射电镜、X射线粉末衍射、红外光谱及氮气吸脱附对此催化剂进行了表征。这种新型的催化剂被应用于催化Suzuki偶联反应。催化性能表明,Pd(Ⅱ)-SBA-16催化芳基卤代物和芳基硼酸的Suzuki交联反应具有良好的催化活性。催化剂可以用简单的过滤分离出来,并且在催化剂重复使用五次以后,其反应活性和反应产率基本没有发生明显的改变。因此,这种催化剂为将来的工业化应用创造了良好的条件。第三部分我们先用硅烷偶联剂修饰介孔分子筛SBA-15,接着负载氯化钯于功能化的载体SBA-15上,最后用硼氢化钠进行还原制备了催化剂Pd/SBA-15。用透射电镜、X射线粉末衍射、红外光谱对此催化剂进行了表征。催化剂被应用于催化硝基化合物的还原反应并得到很好的反应产率。此催化剂的特点是拥有介孔材料的特性如耐热、水热稳定性好等。同时,在重复使用多次后,其催化活性未见明显的变化,说明催化剂有很好的重复使用性。
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