《金屬有機配合物固載化催化材料的合成及催化性能》是依託復旦大學，由侯秀峰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：金屬有機配合物固載化催化材料的合成及催化性能
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：侯秀峰
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
金屬配合物作為均相催化劑便於研究催化反應機理，從而獲得高選擇性。然而分離產物與催化劑的高額成本，使之難於實際套用。非均相催化劑雖沒有分離問題，但由於表征金屬活性中心的性質較為困難，使得非均相催化劑的發展存在障礙。基於我們在金屬有機配合物催化劑的製備技術和催化反應的研究基礎，將均相催化劑固定於固體材料研製出巨觀非均相、微觀均相的複合型催化劑，建立高選擇性高活性、易於分離具有原子經濟性的催化體系。本課題擬合成多個系列N-雜環卡賓基的單（或多）金屬釕、銠、銥、鈀配合物，並利用化學鍵將它們固定於矽（或碳）介孔材料上，研究它們的結構特徵，考察它們對醇、酮（醛）、胺氫轉移反應的催化作用，對手性醇（或胺）異構體的外消旋作用和外消旋醇（或胺）的動態動力學拆分，以及對氯代芳烴為底物之一的偶聯反應的作用，研究固載材料的結構形貌對金屬活性中心的潛在影響，建立高選擇性、高循環使用率、具有原子經濟性的催化劑材料。
結題摘要
將金屬配合物可控固載於固體材料表面，賦予固體材料獨特的性能，因此廣泛套用於催化小分子有機反應。固體負載基具有承載金屬活性中心的作用，有利於固體催化劑從反應體系中分離，而且能提高催化劑的重複使用率。然而，固體材料協同金屬中心共同提高催化反應的效率或改變催化反應的路徑，則很少有研究報導。我們通過設計製備介孔材料負載的金屬配合物催化材料，用於催化反應的研究，發現了介孔材料不僅僅作為載體，還具有一些其他有意義的作用。 採用無水無氧操作技術，我們合成了基於N-雜環卡賓配體的銥、釕、鈀配合物、環金屬銥配合物以及基於雙吡唑配體的鉻、鉛配合物，並用化學方法成功地負載於不同孔徑、不同形貌的介孔材料。這些功能化材料在催化反應中的套用研究表明： （1）在胺或二級醇與一級醇的烷基化反應，介孔矽固載的N-雜環卡賓銥材料較相應的N-雜環卡賓銥配合物提高反應產率約20%，發現介孔矽不僅是催化中心的載體，還對催化反應有促進作用。（2）利用介孔矽固載的N-雜環卡賓釕催化材料與生物酶高選擇性地實現了二級醇的動態動力學拆分，使用未固載的N-雜環卡賓釕配合物卻不能獲得光學純對映異構體。介孔矽材料隔離了金屬和酶的催化活性中心，阻隔了金屬對酶拆分反應，表明固載型催化材料具有納米反應器功能。（3）在固載化的N-雜環卡賓鈀材料催化的Suzuki-Miyaura反應中，我們通過改變N-雜環卡賓鈀與負載基的連結方式，將催化中心的離去配體也固定在負載基上，成功地提高了反應的循環使用效率。（4）通過用氫氧化鈉調節水相體系的pH值，介孔矽負載的環金屬銥配合物材料可催化喹啉和甲酸反應，獲得兩種不同的產物四氫喹啉和N-甲醯四氫喹啉。（5）雙吡唑功能化介孔矽材料能選擇性吸附溶液中的三價鉻而不吸附六價鉻，可用於飾品中有害六價鉻的快速檢測分離去除。（6）鉛離子印跡的雙吡唑功能化介孔矽材料對混合離子溶液中的鉛離子均表現出很強的吸附選擇性、抗干擾性和循環使用性能，具有良好使用價值。
