《矽氧金屬催化劑的合成、結構和新催化反應研究》是依託廈門大學，由朱紅平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：矽氧金屬催化劑的合成、結構和新催化反應研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：朱紅平
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
矽氧金屬催化劑是一類重要的催化劑，其在工業方面的廣泛套用由其反應活性和穩定性決定。催化劑的穩定性取決於金屬與表面矽氧基的化學鍵聯，催化活性則與其結構明確關聯。催化劑表面的複雜性使得起作用的金屬活性位的結構不明確。研究設計結構明確的活性位，建立結構和性能的關聯，是催化基礎研究的一個重要方向。在催化劑的合成研究中，通過表面矽羥基的化學作用可以有效地負載金屬催化劑，通過有機矽醇分子則形成結構明確的矽氧金屬化合物。這兩者都是形成穩定的矽氧金屬化學鍵。後者為前者的研究奠定結構基礎；然而發掘後者的獨特的均相催化性能，探索新催化反應，則是更重要的研究動力。因此，本項目將設計合成新型氫基矽醇分子，構建一類結構明確的氫基矽氧金屬催化劑，研究其新催化反應，明晰構-效關聯，揭示其催化作用的本質。
結題摘要
精確認識矽膠負載型金屬催化劑的結構對催化劑的設計和套用至為重要。這類催化劑呈現非均態本徵性，因而該研究一直是挑戰性的課題。本項目聚焦於有機矽氧和有機氫基矽氧主族、過渡以及鑭系金屬化合物的合成、結構表征和催化性能研究，旨在發現這類催化劑的結構與性能關聯。項目完成了四個方面的研究：（1）三類代表性的芳香胺基矽醇和一類芳香胺基氫基矽醇化合物的合成和表征；（2）系列芳香胺基矽氧主族金屬、鑭系金屬及其銅化合物和氫基矽氧主族金屬化合物的合成和表征；（3）芳香胺基矽氧主族金屬催化矽腈對有機醛酮分子加成反應的性能、鑭系金屬催化己內醯胺開環聚合的性能、金屬銅催化端炔分子和亞磷酸二酯C-P耦合反應的性能研究；（4）芳香胺基矽氧及其氫基矽氧金屬化合物的結構形成規律和催化反應本質的研究。研究結果揭示：一、矽氧-金屬通過共價鍵鍵聯，易自組裝成簇；二、每個原子都有明確的氧化態和配位幾何，配位幾何隨金屬種類的變化而變化，但遵循價態平衡原理；三、催化作用中心是金屬組分，但矽氧基載體對金屬組分有電子促進作用；四、催化性能主要決定於金屬中心的Lewis酸鹼性和氧化還原性，矽氧主族和鑭系金屬主要顯現Lewis酸性催化，過渡金屬主要顯現偶聯催化。項目也完成了關聯研究內容：（1）系列環狀SiH···B試劑型化合物的合成及其氫化脫醛、酮、酯、醯胺、醇分子中氧的反應性能研究；（2）系列膦基氫矽基炔化合物的合成和反應化學研究；（3）系列P/Si-鬆散Lewis酸鹼對合成和反應化學研究；（4）系列鋁氧以及鋁硫和鋁硒金屬化合物的合成和性能研究；（5）系列釕金屬催化劑的合成及其催化草酸酯、環酯以及醛、酮分子的氫解和氫化反應研究；（6）系列鉻金屬催化劑的合成及其催化乙烯四聚反應的研究。乙烯高選擇性四聚生產1-辛烯的關鍵催化技術研究結果有望得到套用。
