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大气中持续升高的二氧化碳(CO2)是一种温室气体,主要来源于生命体新陈代谢及工业生产的排放。温室效应会引起全球变暖等现象,因此大量的科研工作者致力于CO2的固定与转化。环氧化合物与CO2的环加成反应就是非常重要的一类,其不但能降低CO2的含量以及实现有毒的环氧化合物转化为无毒的环碳酸酯,而且得到的环碳酸酯还是非常重要的化学品。据报道,金属卟啉类催化剂对于该反应具有很好的催化活性。基于以上研究背景,本论文选取5,10,15,20-四(4-(3-(4-吡啶基)吡唑基)苯基)卟啉(H2TPyP),研究了其金属卟啉及N-溴化乙基吡啶基金属卟啉在CO2和环氧化物环加成反应中的催化活性,主要研究工作有:(1)将H2TPyP与过渡金属乙酸盐通过溶剂热反应得到了五种金属卟啉:(Zn(II),Mn(II),Co(II),Cu(II),Ni(II))5,10,15,20-四(4-(3-(4-吡啶基)吡唑基)苯基)卟啉(ZnTPyP,MnTPyP,CoTPyP,CuTPyP,NiTPyP)。通过X-射线单晶衍射仪测定了这些样品的晶体结构。其中ZnTPyP、MnTPyP和CoTPyP为通过配位键形成的中心金属六配位的二维MOFs结构,CuTPyP和NiTPyP为通过分子间弱相互作用形成的中心金属四配位的单分子堆积结构。通过一系列的测试如元素分析(EA)、质谱分析(ESI-MS)、紫外-可见光谱(UV–vis)、固体紫外-可见光谱(UV-vis-DRS)以及红外光谱(FT-IR)的表征也证实了这些样品的成功合成。通过X-射线粉末衍射(PXRD)、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)以及吸附性能测试可以看出这些样品晶体纯度较好,热稳定性良好,形貌规整,但BET比表面积较小。合成了三价锰卟啉ClMn(III)TPyP,对其进行了EA、ESI-MS、UV-vis、UV-vis-DRS、FT-IR、TG等表征,确证了其分子结构。(2)两步法合成了N-乙基溴化吡啶基卟啉5,10,15,20-四(4-(3-(N-乙基-4-吡啶基)吡唑基)苯基)卟啉(H2TEtPyP),及其相应的金属卟啉(Zn(II),Mn(III)OAc,Co(II),Cu(II),Ni(II))5,10,15,20-四(4-(3-(N-乙基-4-吡啶基)吡唑基)苯基)金属卟啉(ZnTEtPyP,MnTEtPyP(OAc),CoTEtPyP,CuTEtPyP,NiTEtPyP)。通过一系列的表征如1H NMR、EA、ESI-MS、UV-vis、UV-vis-DRS以及FT-IR,证实了这些样品的成功合成。TG证明这些样品具有好的热稳定性。(3)对合成的金属卟啉进行了催化环氧化合物和CO2环加成反应的催化活性表征。首先筛选出了最优的反应条件(120oC、2MPa CO2压力、8 h、底物与催化剂摩尔量比为2222/1)。N-乙基溴化吡啶基金属卟啉(MTEtPyP)相对于吡啶基金属卟啉(MTPyP和ClMn(III)TPyP)具有更好的催化活性,可能是由于吡啶N乙基化增强了催化剂的Lewis碱性以及金属中心轴向的空位点。ZnTEtPyP、MnTEtPyP(OAc)和CoTEtPyP的催化活性明显高于CuTEtPyP和NiTEtPyP,可能是由于Zn(II)、Mn(III)、Co(II)的Lewis酸性强于Cu(II)、Ni(II)。用MTEtPyP做催化剂对底物进行了扩展,发现催化活性与底物的结构有较大的关系,底物取代基拉电子性越强转化率越高。以CoTEtPyP为代表测试了催化剂的循环稳定性,提出了可能的双分子协同机理。