双氮杂环修饰钒钨氧簇的合成及其催化性质研究

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多金属氧簇(简称POMs),因其具有结构可调谐的灵活性而备受关注。近几年来,在电池、能源、医学、催化、传感等领域中应用广泛。本文以V2O5、Na2WO4、Cu(NO3)2、Ag NO3等作为无机原料,以取代咪唑、取代嘧啶作为有机配体,通过调控反应体系的p H值成功合成了九个双氮杂环修饰钒钨氧簇化合物,通过单晶X-射线衍射(SCXRD)、X-射线粉末衍射(PXRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)等对其进行了结构表征,并对其催化性能进行了详细探讨。1.在常规条件下合成了三个取代咪唑修饰钴/镍/银-钒氧簇化合物:[Co(1-ip IM)(H2O)5]2(H2V10O28)·6H2O(1),[Ni(1-ip IM)(H2O)5]2(H2V10O28)·6H2O(2),[Ag(1-e IM)2]2[Ag2(1-e IM)4]2[H3V10O28]2·2(1-e IM)·2H2O(3)(1-ip IM=1-异丙基咪唑;1-e IM=1-乙基咪唑)。并研究了化合物1-3在硫醚氧化反应和曼尼希反应中的催化性能,特别是化合物3在硫化物的选择性氧化和构建C-C键方面表现出出色的非均相双功能催化性能,并且三个循环后能够保持结构稳定和催化活性不变。2.利用水热法合成了三个取代咪唑修饰铜-钒钨氧簇化合物,Cu(1-ip IM4)2(V2W4O19)·8H2O(4),Cu(1-ip IM2){[Cu(1-ip IM2)2](VW5O19)}(5),[Cu(1-e IM)4]3(HV2W4O19)2·2(1-e IM)(6)。并将化合物4-6用于催化炔丙醇和CO2的环化反应,结果表明化合物6的催化效果最好。并在最佳反应条件下,进行了底物拓展,不同取代的炔丙醇与CO2的环化反应,产率均达90%以上。3.通过水热法合成了三个取代嘧啶修饰铜-钒钨氧簇化合物,Cu2(L1)2(PW12O40)·4H2O(7),[Cu(L1)(H2O)2]2(HPMo10V2O40)(8),[Cu(L2)(H2O)]2(PW12O40)·2H2O(9)(L1=4-(2-吡啶基)-6-(4-吡啶基)-2-氨基嘧啶;L2=4-(2-吡啶基)-6-(4-(4-吡啶基)苯基)-2-氨基嘧啶)。并将化合物7-8用于催化苯乙炔-二氯甲烷-二乙胺偶联反应,结果表明化合物7的催化效果最好。并在最佳反应条件下,进行了底物拓展,不同取代的苯乙炔、二氯甲烷、二乙胺的偶联反应,产率均达80%以上。
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