磁性高分子納米粒子負(fù)載型Pd催化劑的制備、應(yīng)用及催化機(jī)理研究.pdf

1、Pd催化的C-C偶聯(lián)反應(yīng)是構(gòu)建有機(jī)化合物中C-C鍵最為有效且溫和的方法。在此類反應(yīng)中，均相Pd催化劑的催化活性很高，但也存在貴金屬難回收和環(huán)境污染等問題。因此，一系列的負(fù)載型Pd催化劑被研究和發(fā)展起來。與均相Pd催化劑相比，負(fù)載型Pd催化劑催化活性較低，催化機(jī)理存在爭議，通過載體結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)研究方法的合理設(shè)計(jì)有望解決這些問題。磁性高分子納米粒子負(fù)載型Pd催化劑不僅催化活性高、穩(wěn)定性好，而且可以通過一個(gè)外加磁場快速分離，操作更加簡易，同時(shí)也

2、為其催化機(jī)理的研究提供了便利的實(shí)驗(yàn)條件，因此被廣泛的應(yīng)用于C-C偶聯(lián)反應(yīng)中。此外，隨著人類社會(huì)的發(fā)展，綠色化學(xué)逐漸成為了化學(xué)發(fā)展的新目標(biāo)，開發(fā)能在綠色介質(zhì)里使用的負(fù)載型Pd催化劑具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。本課題工作設(shè)計(jì)合成了兩種磁性高分子納米粒子負(fù)載型Pd催化劑Fe3O4@SiO2-Dendrimer-Pd和Pd/Fe3O4@PMAA-Met，并通過FT-IR、VSM、TEM、AAS、XPS等表征手段對其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了檢測。然后，將這兩種催

3、化劑用于綠色介質(zhì)中的Suzuki反應(yīng)和Heck反應(yīng)中，考察了它們的催化活性、循環(huán)使用性能和催化機(jī)理，具體結(jié)果如下：
　　1.將氨基化修飾的Fe3O4@SiO2-NH2逐步與丙烯酸甲酯和3,3’-二氨基二丙胺反應(yīng)合成了二代的磁性樹枝狀高分子載體，負(fù)載Pd后得到了納米催化劑Fe3O4@SiO2-Dendrimer-Pd。該催化劑僅以0.009mol％的Pd用量就可高效催化無溶劑Heck反應(yīng)和EtOH/H2O中的Suzuki反應(yīng)，分離產(chǎn)

4、率分別可達(dá)73%-99%和84%-98%。此催化劑可通過磁鐵快速分離，在無溶劑Heck反應(yīng)中循環(huán)使用5次仍取得88%的產(chǎn)率。熱過濾實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示此催化劑以非均相催化機(jī)理催化Suzuki反應(yīng)進(jìn)行。
　　2.采用二甲雙胍對聚甲基丙烯酸包覆的磁性納米粒子Fe3O4@PMAA修飾，負(fù)載Pd后制備了納米催化劑Pd/Fe3O4@PMAA-Met。該催化劑僅以0.01-0.0007mol%的Pd用量就可在EtOH/H2O中高效催化Suzuki反應(yīng)