硅胶负载钯催化剂的合成及其在C-C偶联反应中的应用

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均相催化剂具有很高的催化活性及反应选择性,副反应少,但存在催化剂难以从反应体系中分离,催化剂不易回收及重复使用等缺点,而多相催化剂具有容易与产物分离,易于回收、再生和重复使用的优点,将均相催化剂负载于各种载体上可有效提高其稳定性并可回收重复利用。近年来,在催化领域将均相催化剂多相化成为了研究热点。本论文合成了一种新型硅胶负载钯催化剂Pd/MCM-41,通过1H NMR、13C NMR、 MS、IR、XRD、TEM、TGA、元素分析、ICP-AES等对中间体及终产物进行了表征。通过分析表征结果,我们发现有机希夫碱配体成功地负载到了介孔硅胶MCM-41上元素分析测得有机配体的负载量为0.25mmol·g"1,ICP测得钯的负载量为0.18mmol·g-1本论文将合成的硅胶负载钯催化剂Pd/MCM-41成功应用到了在Suzuki偶联反应中。在乙醇/水混合溶剂(v/v=1:1)中,硅胶负载钯催化剂Pd/MCM-41用量为0.1mol%Pd时,对于不同的溴代芳烃与芳基硼酸的偶联反应,产率可达86%~98%。催化剂回收方便,通过简单过滤、洗涤、干燥即可重复使用。Pd/MCM-41循环使用5次,活性没有明显降低,对于Suzuki偶联反应,具有高效催化活性和可回收性。本论文研究了硅胶负载钯催化剂Pd/MCM-41对Heck偶联反应的催化性能。当Pd/MCM-41用量为0.5mol%Pd,在氮气保护下,于100℃反应,不同底物的Heck反应产率便可达81%~98%。Pd/MCM-41在不同体系中的循环使用情况证明无机碱对于载体结构有较大的腐蚀,从而造成了其催化活性的流失。在Heck偶联反应中,在使用有机碱的情况下,Pd/MCM-41重复使用5次,催化活性没有明显下降。另外使用介孔硅胶为载体,可使其具有更高的催化活性。
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