负载型无配体纳米Pd催化剂的制备与催化Suzuki偶联反应的研究

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本论文针对Suzuki偶联反应均相催化剂不易回收、难重复利用、产品催化剂残留及配体合成繁琐等问题,分别选用分子筛MCM-41、三氧化二铝和氧化镁为载体,负载钯催化剂以改善Suzuki偶联催化反应。通过FT-IR、TG、XRD、XPS和ICP等手段对催化剂的结构和组成进行了表征。分别考察了溶剂、溶剂与水的比例、碱的选择、反应时间和反应温度等条件对溴代芳烃与苯硼酸Suzuki偶联反应的影响,筛选出催化Suzuki反应的最优条件。利用还原浸渍法制备MCM-41负载钯催化剂,采用ICP—AES测得钯含量为0.013mmol/g。以乙醇与水的混合物为溶剂,碳酸钾为碱,催化溴代芳烃与苯硼酸的Suzuki反应,反应温度为60℃,催化剂用量为0.02g(即0.26×10-3mmol钯含量),反应1h,产物收率为94.76%。催化剂重复使用3次时,收率可达84.52%,4次为60.57%。以三氧化二铝为载体合成钯负载型催化剂,ICP-AES测得到钯含量为0.041mmol/g。在乙醇与水的混合溶剂中,碳酸钾为碱,催化溴代芳烃与苯硼酸的Suzuki反应,反应温度为60℃,用0.02g(即0.82×10-3mmol钯含量)催化剂,反应1h,产物收率在95%以上,可重复使用4次,第4次可达85.31%。合成钯负载氧化镁催化剂,ICP-AES测得到钯含量为0.364mol/g。在甲醇与水为一定比例的混合溶剂内,氢氧化钾为碱,催化溴代芳烃与苯硼酸的Suzuki反应,在反应温度50℃下,用0.01g(即3.64×10-3mmol钯含量)催化剂,反应1h,产物收率达到98%,可重复使用4,4次仍可达到86.65%。
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