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烃类和醇类化合物的氧化反应是有机合成中重要的化学转化过程。随着化学工业的快速发展,环境问题逐渐凸显,传统氧化剂由于诸多缺点已趋于淘汰,以分子氧为氧源的绿色氧化技术得到了大力发展。为提高有机底物与分子氧的反应活性,研究者们开发了一系列高效催化剂,其中N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)作为一种高效的有机催化剂备受关注,而NHPI固载化也成为了催化领域的一个热点研究课题。本研究以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)交联聚合微球GMA/MMA为载体,构思了一条制备聚合物微球固载NHPI催化剂的新途径,通过一系列大分子反应,成功地实现了NHPI在微球GMA/MMA表面上的同步合成与固载。本研究将制备的固体催化剂与微量过渡金属盐协同作用,应用于分子氧氧化苯甲醇和乙苯的反应中,深入考察了固体催化剂的催化性能与催化氧化机理,取得了很好的研究成果。本课题的研究在促进绿色化催化氧化技术的发展方面具有重要的科学意义和潜在的应用价值。本文首先采用悬浮聚合的方法制备了交联聚合微球GMA/MMA,然后以乙醛酸为反应试剂,使微球表面的环氧基团发生开环反应,制得醛基(AL)改性微球GMA/MMA-AL;考察了主要因素(催化剂性质和温度)对反应的影响。研究结果表明,在交联微球GMA/MMA与乙醛酸的开环反应中,加入碱性催化剂可有效地促进反应进行；升高温度有利于增大乙醛酸的键合量。反应中,以DMF作为溶剂,NaOH为催化剂,100℃下反应12小时,可制得醛基键合量为1.1mmol/g的改性微球。在制备醛基改性微球的基础上,利用微球GMA/MMA-AL上的醛基与4-氨基邻苯二甲酸(APA)的席夫碱反应,制得键合有邻苯二甲酸(PA)基团的改性微球GMA/MMA-PA;然后对微球末端的邻苯二甲酸基团进行脱羧反应；最后使其与盐酸羟胺反应,即可制得固载有NHPI基团的固载化催化剂GMA/MMA-NHPI.将微球(GMA/MMA-NHPI与不同的过渡金属盐协同作用,组成共催化体系,应用于分子氧氧化苯甲醇的反应中,考察了共催化体系的催化性能,探究了主要因素对苯甲醇氧化反应的影响,探索了催化氧化机理。实验结果表明,GMA/MMA-NHPI与助催化剂Co(OAc)2组成的共催化体系,可在温和条件下(65℃、常压的氧气)实现苯甲醇向苯甲酸的深度氧化转变,显示出较好的催化活性与高的催化选择性(苯甲酸得率11.55%,苯甲酸的选择性为96%)；催化氧化反应按自由基链式反应机理进行；在几种过渡金属盐助催化剂中,Co(OAc)2的助催化效果最好,微量Co(OAc)2的加入可明显提高反应速率,但过量的助催化剂对催化活性反而有抑制作用；增加共催化剂用量可提高苯甲酸得率,适宜的共催化剂加入量为10mol%；升高温度有利于反应进行,适宜的温度为65℃。固体非均相催化剂GMA/MMA-NHPI可多次循环使用。为提高催化剂键合量,以GMA为唯一单体,以二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,制备了交联聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(CPGMA)微球,然后采用相同的大分子反应步骤制备了固体催化剂CPGMA-NHPⅠ。将CPGMA-NHPI与不同的过渡金属盐协同作用,应用于分子氧氧化乙苯的反应中,探究了共催化体系的催化活性和催化氧化机理,进一步考察了主要因素对乙苯氧化反应的影响。实验结果表明,CPGMA-NHPI+Co(OAc)2体系可在温和条件下(100℃、常压的氧气)催化分子氧氧化乙苯为苯乙酮和1-苯乙醇；反应温度和溶剂对乙苯的转化率和苯乙酮的选择性均有较大影响。在优化条件下(乙酸为溶剂；CPGMA-NHPI与Co(OAc)2的摩尔比为20:1;12mol%的NHPI；100℃的反应温度),乙苯转化率为26.1%；苯乙酮的选择性为75.8%。