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磺酸树脂是一类常用的固体酸催化剂,通常由大孔聚苯乙烯-二乙烯基苯树脂与浓硫酸发生磺化反应制得。结构上,磺酸树脂由聚苯乙烯骨架载体和酸活性中心两部分构成,因此,对其功能化改良一般围绕这两部分进行。本论文首先对磺酸树脂的聚苯乙烯载体进行卤化改良,制得系列卤代磺酸树脂,其热稳定性和疏水性明显得到提高;其次,制备了含有N-SO3H、N-Alkyl-SO3H和-NH2-SO3H等官能团结构,既具有酸性中心又具有碱性中心的系列氨基磺酸树脂,并研究了氨基和磺酸基分布对其催化活性的影响,以及探究了催化过程中存在的质子转移。1.通过Amberlyst 15分别与Cl2、Br2和I2发生卤化反应,制得系列卤代磺酸树脂A-15-Cl、A-15-Br和A-15-I。树脂发生卤化反应后,不但孔结构保持较好,而且A-15-X树脂的疏水性能和热稳定性明显得到了提高。2.以Biginelli反应为例,研究A-15-X树脂的催化活性,确定活性顺序为:A-15-Br>A-15-Cl≈A-15-I>Amberlyst 15。A-15-X树脂由于引入具有吸电子作用和疏水性的卤代基团,催化活性明显得到提高,特别是溴含量为31.27%的A-15-Br-4树脂催化活性最佳,并表现出优秀的重复催化性能。3.以A-15-X树脂催化没食子酸和低级烷醇反应,分别合成得到没食子酸甲酯、没食子酸乙酯和没食子酸丙酯;然后,在A-15-X树脂催化下,以没食子酸低级烷醇酯与正辛醇或正十二醇发生酯交换反应,快速、高效的合成得到没食子酸辛酯和没食子酸十二酯。其中,A-15-Br-4树脂不但催化活性最高,还表现出优秀的重复催化性能。另外,即使催化的反应没有水的生成,树脂催化剂疏水性能仍对自身的催化活性有利。4.制备了PS-NHSO3H和PS-CH2NHSO3H、PS-NH-(CH2)3-SO3H、PS-CH2NH-(CH2)3-SO3H、PS-NH2-SO3H和PS-CH2NH2-SO3H等不同类型的氨基磺酸树脂。通过Knoevenagel反应和DeacetalizationKnoevenagel反应分别研究了不同氨基磺酸树脂的催化活性,其中,PS-CH2NH2-SO3H树脂上氨基和磺酸基分布能使树脂表现出最好的酸碱协同作用。另外,PS-CH2NH2-SO3H树脂的重复催化性能优良,催化剂回收率高。5.以-NH2和-NHSO3H功能化树脂催化氧杂蒽衍生物的合成。PS-NH2树脂在催化合成2,2’-苯基次甲基双-(3-羟基-2-环己烯-1-酮)和四氢化氧杂蒽类化合物,以及PS-NHSO3H树脂在催化合成八氢化氧杂蒽类化合物时表现出了优秀的催化活性和重复催化性能。另外,PS-NH2和PS-NHSO3H树脂中氨基可以与苯环形成共轭离域体系,氨基碱性明显减弱,既容易与活泼氢结合,又容易释放活泼氢,在催化氧杂蒽衍生物合成过程中起质子转移的作用。