负载钌、钯催化剂的制备及催化性能研究

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采用苯乙烯、环氧丙基对苯乙烯甲醚和三缩四乙氧基-2-苯基丙烯醚三种单体(摩尔比60 : 8 : 9),生成聚合物。以Grubbs催化剂和Pd(PPh3)4为金属催化剂原料,聚合物为载体原料,制得微胶囊钌催化剂和微胶囊钯催化剂,并将两种微胶囊金属催化剂分别通过加热在130℃时发生交联反应得交联聚合物负载钌催化剂和交联聚合物负载钯催化剂。将交联聚合物负载钌催化剂用于催化RCM反应,研究了催化剂用量、反应时间、反应温度和溶剂对反应结果的影响,考察了交联聚合物负载钌催化剂的循环使用性能,初步探讨了随着使用次数的增加,催化剂催化性能减弱的原因。得出较佳工艺参数:交联聚合物负载钌催化剂为催化剂,N, N-二烯丙基对甲苯磺酰胺0.5 mmol,反应时间30 min,反应温度40℃,催化剂用量5.0 mol%,反应溶剂为二氯甲烷15 mL,产率为95.0%,催化剂可循环使用四次。对交联聚合物负载钌催化剂和Grubbs催化剂的催化性能进行了比较,实验结果表明,交联聚合物负载钌催化剂催化反应的产率略低于Grubbs催化剂。将交联聚合物负载钌催化剂应用于不同底物的RCM反应,结果表明,交联聚合物负载钌催化剂在不同底物的RCM反应中表现出良好的催化性能。以柱层层析硅胶为载体,通过化学方法将氯化钯负载在硅胶上,制得硅胶负载钯催化剂。将硅胶负载钯催化剂和交联聚合物负载钯催化剂两种负载型钯催化剂分别用于催化Heck偶联反应,研究了催化剂用量对反应的影响。考察了硅胶负载钯催化剂和交联聚合物负载钯催化剂的循环使用性能,初步探讨比较了两种负载型钯催化剂的优缺点。得出较佳工艺参数:氩气氛围,碘苯(10 mmol),丙烯酰胺(11 mmol),N, N-二甲基甲酰胺(20 mL),三乙胺(10 mL),催化剂用量硅胶负载钯催化剂和交联聚合物负载钯催化剂分别为2.0 mol%和2.5 mol%,温度60℃,反应时间6 h,相应的产物产率为88.0%和93.5%,催化剂分别可循环使用三次和四次。将Pd(PPh3)4、硅胶负载钯催化剂和交联聚合物负载钯催化剂三种钯催化剂分别用于催化Heck偶联反应,研究并比较了三者在反应中的催化性能。结果表明,由产物产率的高低对三种钯催化剂排序依次为:Pd(PPh3)4、交联聚合物负载钯催化剂、硅胶负载钯催化剂。
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