磁性材料/二氧化硅纳米微球负载酸、有机手性催化剂的合成及其在不对称催化反应中的应用
发布时间：2024-06-15 00:22
基于绿色化学理念,本论文将酸、有机手性催化剂负载于磁性纳米微球和二氧化硅空壳微球骨架上,并应用于不对称Aldol、Michael、α-amination及Michael/α-amination串联催化反应,实现昂贵有机手性催化剂的重复使用,构建高选择性、环境友好的化学合成工艺过程。首先,我们制备了一系列负载于纳米Fe3O4上的纳米磁性固体酸SO42-/Zr(OH)4-Fe3O4,并通过VSM、TG、NH3-TPD、TEM、N2吸附-脱附比表面分析和XRD等测试分析方法对其进行组成、结构、酸强度及表面形貌等表征。在不对称催化反应中,我们首次将纳米磁性固体酸SO42-/Zr(OH)4-Fe3O4应用于各种苯甲醛与环己酮的水相不对称Aldol反应中,这些纳米磁性固体酸在外部磁铁作用下可以很...
【文章页数】：170 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 前言
1.2 磁性材料在不对称催化中的应用
1.3 磁性材料负载J?rgensen-Hayashi型有机手性催化剂
1.3.1 J?rgensen-Hayashi型有机手性催化剂在不对称催化中的应用
1.3.2 磁性材料负载J?rgensen-Hayashi型有机手性催化剂在不对称Michael加成反应中的研究
1.4 磁性材料负载Cinchona Alkaloid衍生有机手性催化剂
1.4.1 Cinchona Alkaloid衍生有机手性催化剂在不对称催化中的应用
1.4.2 磁性材料负载Cinchona Alkaloid衍生有机手性催化剂在不对称催化中的研究
1.5 空壳微球在不对称催化中的应用
1.5.1 二氧化硅空壳微球
1.5.2 二氧化硅有机复合空核微球在不对称催化中的应用
1.6 选题的目的及意义
1.6.1 磁性固体酸用于催化不对称Aldol反应
1.6.2 磁性材料负载J?rgensen-Hayashi催化剂实现重复使用性的新技术
1.6.3 MNPs负载Cinchona Alkaloid衍生催化剂实现催化不对称a-胺化反应
1.6.4 二氧化硅空壳微球负载双手性有机催化剂的新技术
第二章 纳米磁性固体酸SO4
2-/Zr(OH)4-Fe3O4催化的水相不对称Aldol反应
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 纳米磁性固体酸SO4
2-/Zr(OH)4-Fe3O4的制备
2.2.2 催化剂的表征
2.2.3 纳米磁性固体酸SO4
2-含量的测定
2.2.4 不对称Aldol反应的一般方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 纳米磁性固体酸的化学成分
2.3.2 VSM分析
2.3.3 TG-DSC分析
2.3.4 NH3-TPD分析
2.3.5 表面形貌及多孔结构分析
2.3.6 XRD分析
2.4 纳米磁性固体酸在水相不对称Aldol反应的性能研究
2.4.1 反应温度和不同磁性固体酸对催化性能的影响
2.4.2 焙烧温度和纳米磁性固体酸用量对催化性能的影响
2.4.3 底物拓展
2.4.4 催化剂的回收和重复使用
2.4.5 水相不对称Aldol反应的放大实验
2.5 本章小结
第三章 磁性材料负载J?rgensen-Hayashi有机手性催化剂的合成及其在不对称Michael加成反应中的应用
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 仪器和试剂
3.2.2 有机手性催化剂Pro的合成
3.2.2.1 化合物 1a的合成
3.2.2.2 化合物 1b的合成
3.2.2.3 化合物 1c的合成
3.2.2.4 化合物 1d的合成
3.2.2.5 化合物Pro的合成
3.2.3 磁性材料负载有机手性催化剂Pro的制备
3.2.3.1 硅酸酯ProTMS的合成
3.2.3.2 磁性载体Fe3O4(I)、Fe3O4(I)/PVP的制备
3.2.3.3 磁性载体Fe3O4(II)、Fe3O4(II)/PVP的制备
3.2.3.4 磁性载体Fe3O4(III)、Fe3O4(III)/PVP的制备
3.2.3.5 多相催化剂的制备
3.2.4 (E)-硝基烯类衍生物的合成
3.2.5 Michael加成外消旋体的制备
3.2.6 不对称Michael加成催化反应的一般步骤
3.2.7 催化剂的重复使用
3.3 结果与讨论
3.3.1 磁性材料负载催化剂的表征
3.3.1.1 红外光谱分析
3.3.1.2 元素分析
3.3.1.3 热重分析
3.3.1.4 N2吸附-脱附比表面分析
3.3.1.5 形貌分析
3.3.1.6 X-射线衍射及磁化率分析
3.3.2 磁性材料负载催化剂在不对称Michael加成反应中的应用
3.3.2.1 催化剂结构与表面形貌对催化性能的影响
3.3.2.2 催化剂用量及添加剂对催化性能的影响
3.3.2.3 反应温度对催化性能的影响
3.3.2.4 反应底物扩展
3.3.2.5 催化剂的重复回收使用性
3.3.2.6 催化剂失活探究
3.4 Michael加成催化产物的表征数据
3.5 本章小结
第四章 MNPs-Fe3O4负载Cinchona Alkaloid衍生伯胺有机手性催化剂的合成及其在在不对称a-胺化反应中的应用
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 仪器和试剂
4.2.2 二苯基脯氨醇硅醚的合成
4.2.3 Cinchona Alkaloid衍生伯胺有机手性催化剂QDNH2的合成
4.2.4 MNPs-Fe3O4负载有机手性催化剂QDNH2的制备
4.2.4.1 硅酸酯MPTMS-QDNH2的合成
4.2.4.2 磁性微球Fe3O4@SiO2的制备
4.2.4.3 催化剂Fe3O4@SiO2&MPTMS+QDNH2的制备
4.2.4.4 催化剂Fe3O4@SiO2&MPTMS-QDNH2的制备
4.2.4.5 催化剂Fe3O4@SiO2
4.2.4.6 催化剂Fe3O4@SiO2
4.2.5 外消旋体的制备
4.2.6 不对称a-胺化反应的一般步骤
4.3 结果与讨论
4.3.1 MNPs-Fe3O4负载催化剂的表征
4.3.1.1 红外光谱分析
4.3.1.2 元素分析
4.3.1.3 热重分析
4.3.1.4 N2吸附-脱附法比表面分析
4.3.1.5 X-射线衍射及磁化率分析
4.3.1.6 形貌分析
4.3.2 MNPs-Fe3O4负载催化剂在不对称a-胺化反应中的应用
4.3.2.1 催化剂的筛选及反应条件的优化
4.3.2.2 反应底物扩展
4.3.2.3 催化剂的重复使用性
4.3.2.4 催化剂失活探究
4.4 催化产物表征
4.4.1 底物Michael加成产物液相数据
4.4.2 不对称a-胺化反应产物表征
4.5 本章小结
第五章 二氧化硅空壳微球负载双手性有机催化剂的合成及其在不对称Michael-a-胺化串联反应中的应用
5.1 引言
5.1.1 催化剂QD在串联反应中的不利影响
5.1.2 二氧化硅空壳微球负载双层双手性有机催化剂的新技术
5.2 实验部分
5.2.1 仪器及试剂
5.2.2 纳米微球PS-MM的制备
5.2.3 TEOS制备的单层二氧化硅复合空壳微球TEOS/SiO2-QD
5.2.3.1 壳核微球PS@TEOS/SiO2-QD的制备
5.2.3.2 空壳微球TEOS/SiO2-QD的制备
5.2.4 TEOS制备的双层二氧化硅复合空壳微球TEOS/SiO2-QD-Pro
5.2.4.1 壳核微球PS@TEOS/SiO2-QD-Pro的制备
5.2.4.2 空壳微球TEOS/SiO2-QD-Pro的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 催化剂的形貌分析
5.3.2 二氧化硅复合空壳微球在Michael加成反应中的催化活性
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
附录：有机手性催化剂及催化产物谱图
致谢
硕士期间发表论文
本文编号：3994638
【文章页数】：170 页
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摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 前言
1.2 磁性材料在不对称催化中的应用
1.3 磁性材料负载J?rgensen-Hayashi型有机手性催化剂
1.3.1 J?rgensen-Hayashi型有机手性催化剂在不对称催化中的应用
1.3.2 磁性材料负载J?rgensen-Hayashi型有机手性催化剂在不对称Michael加成反应中的研究
1.4 磁性材料负载Cinchona Alkaloid衍生有机手性催化剂
1.4.1 Cinchona Alkaloid衍生有机手性催化剂在不对称催化中的应用
1.4.2 磁性材料负载Cinchona Alkaloid衍生有机手性催化剂在不对称催化中的研究
1.5 空壳微球在不对称催化中的应用
1.5.1 二氧化硅空壳微球
1.5.2 二氧化硅有机复合空核微球在不对称催化中的应用
1.6 选题的目的及意义
1.6.1 磁性固体酸用于催化不对称Aldol反应
1.6.2 磁性材料负载J?rgensen-Hayashi催化剂实现重复使用性的新技术
1.6.3 MNPs负载Cinchona Alkaloid衍生催化剂实现催化不对称a-胺化反应
1.6.4 二氧化硅空壳微球负载双手性有机催化剂的新技术
第二章 纳米磁性固体酸SO4
2-/Zr(OH)4-Fe3O4催化的水相不对称Aldol反应
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 纳米磁性固体酸SO4
2-/Zr(OH)4-Fe3O4的制备
2.2.2 催化剂的表征
2.2.3 纳米磁性固体酸SO4
2-含量的测定
2.2.4 不对称Aldol反应的一般方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 纳米磁性固体酸的化学成分
2.3.2 VSM分析
2.3.3 TG-DSC分析
2.3.4 NH3-TPD分析
2.3.5 表面形貌及多孔结构分析
2.3.6 XRD分析
2.4 纳米磁性固体酸在水相不对称Aldol反应的性能研究
2.4.1 反应温度和不同磁性固体酸对催化性能的影响
2.4.2 焙烧温度和纳米磁性固体酸用量对催化性能的影响
2.4.3 底物拓展
2.4.4 催化剂的回收和重复使用
2.4.5 水相不对称Aldol反应的放大实验
2.5 本章小结
第三章 磁性材料负载J?rgensen-Hayashi有机手性催化剂的合成及其在不对称Michael加成反应中的应用
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 仪器和试剂
3.2.2 有机手性催化剂Pro的合成
3.2.2.1 化合物 1a的合成
3.2.2.2 化合物 1b的合成
3.2.2.3 化合物 1c的合成
3.2.2.4 化合物 1d的合成
3.2.2.5 化合物Pro的合成
3.2.3 磁性材料负载有机手性催化剂Pro的制备
3.2.3.1 硅酸酯ProTMS的合成
3.2.3.2 磁性载体Fe3O4(I)、Fe3O4(I)/PVP的制备
3.2.3.3 磁性载体Fe3O4(II)、Fe3O4(II)/PVP的制备
3.2.3.4 磁性载体Fe3O4(III)、Fe3O4(III)/PVP的制备
3.2.3.5 多相催化剂的制备
3.2.4 (E)-硝基烯类衍生物的合成
3.2.5 Michael加成外消旋体的制备
3.2.6 不对称Michael加成催化反应的一般步骤
3.2.7 催化剂的重复使用
3.3 结果与讨论
3.3.1 磁性材料负载催化剂的表征
3.3.1.1 红外光谱分析
3.3.1.2 元素分析
3.3.1.3 热重分析
3.3.1.4 N2吸附-脱附比表面分析
3.3.1.5 形貌分析
3.3.1.6 X-射线衍射及磁化率分析
3.3.2 磁性材料负载催化剂在不对称Michael加成反应中的应用
3.3.2.1 催化剂结构与表面形貌对催化性能的影响
3.3.2.2 催化剂用量及添加剂对催化性能的影响
3.3.2.3 反应温度对催化性能的影响
3.3.2.4 反应底物扩展
3.3.2.5 催化剂的重复回收使用性
3.3.2.6 催化剂失活探究
3.4 Michael加成催化产物的表征数据
3.5 本章小结
第四章 MNPs-Fe3O4负载Cinchona Alkaloid衍生伯胺有机手性催化剂的合成及其在在不对称a-胺化反应中的应用
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 仪器和试剂
4.2.2 二苯基脯氨醇硅醚的合成
4.2.3 Cinchona Alkaloid衍生伯胺有机手性催化剂QDNH2的合成
4.2.4 MNPs-Fe3O4负载有机手性催化剂QDNH2的制备
4.2.4.1 硅酸酯MPTMS-QDNH2的合成
4.2.4.2 磁性微球Fe3O4@SiO2的制备
4.2.4.3 催化剂Fe3O4@SiO2&MPTMS+QDNH2的制备
4.2.4.4 催化剂Fe3O4@SiO2&MPTMS-QDNH2的制备
4.2.4.5 催化剂Fe3O4@SiO2
4.2.6 不对称a-胺化反应的一般步骤
4.3 结果与讨论
4.3.1 MNPs-Fe3O4负载催化剂的表征
4.3.1.1 红外光谱分析
4.3.1.2 元素分析
4.3.1.3 热重分析
4.3.1.4 N2吸附-脱附法比表面分析
4.3.1.5 X-射线衍射及磁化率分析
4.3.1.6 形貌分析
4.3.2 MNPs-Fe3O4负载催化剂在不对称a-胺化反应中的应用
4.3.2.1 催化剂的筛选及反应条件的优化
4.3.2.2 反应底物扩展
4.3.2.3 催化剂的重复使用性
4.3.2.4 催化剂失活探究
4.4 催化产物表征
4.4.1 底物Michael加成产物液相数据
4.4.2 不对称a-胺化反应产物表征
4.5 本章小结
第五章 二氧化硅空壳微球负载双手性有机催化剂的合成及其在不对称Michael-a-胺化串联反应中的应用
5.1 引言
5.1.1 催化剂QD在串联反应中的不利影响
5.1.2 二氧化硅空壳微球负载双层双手性有机催化剂的新技术
5.2 实验部分
5.2.1 仪器及试剂
5.2.2 纳米微球PS-MM的制备
5.2.3 TEOS制备的单层二氧化硅复合空壳微球TEOS/SiO2-QD
5.2.3.1 壳核微球PS@TEOS/SiO2-QD的制备
5.2.3.2 空壳微球TEOS/SiO2-QD的制备
5.2.4 TEOS制备的双层二氧化硅复合空壳微球TEOS/SiO2-QD-Pro
5.2.4.1 壳核微球PS@TEOS/SiO2-QD-Pro的制备
5.2.4.2 空壳微球TEOS/SiO2-QD-Pro的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 催化剂的形貌分析
5.3.2 二氧化硅复合空壳微球在Michael加成反应中的催化活性
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
附录：有机手性催化剂及催化产物谱图
致谢
硕士期间发表论文
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