一、μ-氧-双铁(III)卟啉催化分子氧氧化环己烷反应的研究(论文文献综述)
熊明峰[1](2019)在《乙氧羰基铜卟啉催化氧化脱氢偶联反应》文中认为烯丙基酯是具有多种用途的关键模块,在合成中有广泛的应用,在许多天然产物、药物分子和精细化学品中有广泛的应用。,近年来通过C-X(C,O,N等)键的构建,使烯丙基酯的合成获得高效、方便、直接和高原子经济的方法引起了人们的持续关注。直接氧化交叉脱氢偶联(CDC)策略用于以烯丙基底物和酸为起始原料合成烯丙基酯,比酸的前体(醛、芳基甲烷、烯烃或炔烃)和烯烃之间的串联C–H氧化酯化更具原子经济性。近年来,我们成功地将5,10,15,20-四(乙氧基羰基)卟啉铜(II)(CuTECP)和5,10,15,20-四(乙氧基羰基)卟啉氯化铁(III)(FeTECPCl)用于1,4-二氧六环C(sp3)–H与羧酸的酯化反应。为了进一步拓展催化剂的适用范围,本文探讨金属卟啉催化烯丙基C(sp3)–H与苯甲酸衍生物之间的CDC酯化反应。主要研究内容如下:1、本文合成了四苯基卟啉(TPP)、四五氟苯基卟啉(F20TPP)、和四乙氧基羰基卟啉(TECP)以及相应的配合物CuTPP、CuF20TPP、MnTECPCl、FeTECPCl、CoTECP、NiTECP、CuTECP、AgTECP、PdTECP、CuTPP、CuF20TPP、和(FeTECP)2O,并用紫外、核磁和高分辨质谱表征了这些化合物。2、本文首次将卟啉配合物应用于催化Kharasch–Sosnovsky反应。通过筛选了大量的卟啉的金属配合物CuTPP、CuF20TPP、MnTECPCl、FeTECPCl、CoTECP、NiTECP、CuTECP、AgTECP、PdTECP、CuTPP、CuF20TPP和(FeTECP)2O,并和传统的无机催化剂醋酸铜和氯化铜进行对比,我们发现只有铜和铁催化剂具有催化活性。并且在所有的催化剂中,四乙氧基羰基铜卟啉具有最好的催化活性。其次我们筛选了催化剂的当量、氧化剂的种类、溶剂的种类、反应的温度和反应物的浓度,我们得到的最佳反应条件是:苯甲酸(0.5 mmol),环己烯(5 mmol),催化剂CuTECP(0.1 mol%),苯(1 mL)在100℃搅拌24 h。在此条件下我们的最终分离产率达到91%。基于以上的最优条件,我们对这个双分子的氧化交叉偶联反应进行底物拓展。我们发现在拓展的40多种底物中,无论是贫电子的苯甲酸还是富电子的苯甲酸,环状烯烃和链状烯烃,甚至是链状炔烃偶联反应都有很好的适应性。3、同时当我们将四乙氧基羰基铜卟啉催化剂的当量降到万分之一时,反应的产率依然能达到81%,这是目前为止Kharasch–Sosnovsky反应报道的最高的转化数。另外,我们进行了自由基捕捉实验和离子反应过程验证实验。证明了本文中乙氧基羰基铜卟啉催化的烯丙基酯化反应是自由基的单电子转移的反应过程。
高勇[2](2018)在《铜/锰卟啉共价聚合物合成及其催化氧化和卤化性能研究》文中提出金属卟啉及其衍生物作为重要的仿生催化剂之一,可以有效模拟细胞色素酶P450,表现出优异的催化效果,使得具有十分广阔的应用前景。但由于卟啉化合物在均相反应中存在化学稳定性差,自身易被氧化及不易分离回收等缺点,使其应用受到了很大的限制。为解决单金属卟啉均相催化的不足,将其通过特定的桥联剂聚合成具有催化功能的多孔共价高分子聚合物成为一个新的研究趋势。聚合后的金属卟啉催化剂具有特别的结构,既保留了原来优异的催化特性,又能增加其化学稳定性,同时提高了卟啉的可加工性能。在这一基础上,本论文合成一种以偶氮键连接的共轭多孔金属卟啉聚合物。并将其运用于苯甲醇和乙腈的催化氧化偶联反应和环己烷的卤化反应研究,表现出了优异的催化性能。本论文在大量调研文献的基础上,设计合成了四苯基金属卟啉之间以偶氮键连接的共轭金属卟啉多孔聚合物CuⅡ-POP/MnⅢ-POP,并使用了红外光谱、热重分析、比表面分析仪、扫面电镜和透射电镜对其进行表征。测试结果表明,CuⅡ-POP是由直径约50 nm的颗粒堆积而成的纳米催化剂。表面具有发达的微介孔结构,比表面积为226m2/g,主要孔径分布于1.9nm和2nm之间。CuⅡ-POP催化剂具有很好的热稳定性,在3500 C以内能够稳定存在。其次,我们使用CuⅡ-POP为催化剂催化氧化偶联苯甲醇与乙腈制备相应的β-酮腈。以苯甲醇和乙腈为模型反应,对比了卟啉聚合物与铜卟啉单体之间催化活性的差异,考察了溶剂、碱添加剂、氧化剂等因素对反应的影响,并对催化剂的循环性能进行了研究。实验结果表明,在最优条件下,β-酮腈的收率达到84%,CuⅡ-POP在温和条件下表现出了很好的催化效果。聚合物的稳定性强,不溶于常见有机溶剂,循环性能好,重复利用5次,催化效果基本没有下降。同时我们对此反应的机理进行了探讨。最后,以合成的MnⅢ-POP聚合物作为催化剂对环己烷进行C-H键的卤化反应的研究。首先对两种卤化实验方案进行了对比,发现采用NaOCl作为卤源和氧化剂时,反应简单、高效且便于分离产物,氯代环己烷收率高达89%。通过控制实验变量得到了 C-H键卤化反应适宜的催化条件。催化剂化学性质稳定,回收方便,经过5次循环后仍然具有较高的催化活性。基于实验结果以及文献报道,我们提出了 MnⅢ-POP催化C-H键的卤化反应可能的自由基反应机理。
盛文兵[3](2016)在《金属卟啉催化炔烃氧化和偶联反应研究》文中认为以碳-碳叁键为官能团的炔烃在自然界广泛存在,炔烃碳-碳叁键的官能团化产物非常丰富,其中碳-碳叁键的氧化反应及偶联反应是有机合成方法学中的重要研究方向。本论文的工作是通过过渡金属卟啉催化碳-碳叁键官能团化的反应,建立了一种以过渡金属卟啉为催化剂的内炔烃氧化反应新方法,以及末端炔烃在没有其他添加剂情况下的自身偶联反应和交叉偶联反应。通过验证实验证明和提出了金属卟啉催化内炔烃氧化反应以及偶联反应的可能机理。通过本项工作基本明确了金属卟啉催化分子氧氧化内炔烃的氧化重排反应和端炔烃偶联反应的机理,为丰富有机合成方法学和卟啉化学理论,具有重要的科学价值和理论意义。主要内容如下:(1)综述了炔烃氧化反应和偶联反应的近年来的研究进展,分析并讨论了炔烃的氧化反应和偶联反应领域取得的研究成果以及存在的主要问题,同时简要综述了金属卟啉在催化炔烃氧化反应以及偶联反应的一些研究进展。(2)根据本课题研究的需要,合成了一系列的取代卟吩以及取代的金属卟啉催化剂,同时也合成了一些结构特殊的内炔烃。并对合成的卟吩采用紫外吸收光谱、质谱以及核磁共振氢谱等手段进行了表征,同时对金属卟啉进行了紫外吸收光谱表征。(3)研究并建立了一种金属卟啉催化的内炔烃氧化重排成单酮反应的新方法。在该方法中,采用金属卟啉/正己烷体系,内炔烃顺利氧化重排生成减少一个碳原子的单酮。在条件优化方面,通过考察不同的金属卟啉催化剂、不同溶剂、不同氧化剂和反应温度对反应的影响,实现了选择性控制内炔烃的氧化重排反应,并获得内炔烃氧化重排反应的最佳反应条件:10-3 mmol金属卟啉,1 mmol的内炔烃,5 m L正己烷为溶剂,在氧气氛围中于150℃时反应4 h。通过底物扩展,含有不同取代基的内炔烃均能适应该反应条件,利用该反应方法合成了一系列的单酮。在反应机理的探索性实验中发现该反应可能是一个分子内的协同反应过程,结合大量的炔烃氧化反应以及金属卟啉催化氧化反应的相关文献以及机理探索性实验结果,提出了金属卟啉催化内炔烃氧化重排成单酮的可能反应机理。(4)研究并建立了一种金属卟啉催化的末端炔烃自身偶联反应的新方法。在该方法中,采用金属卟啉/甲醇体系,在没有任何其他添加物的情况下,末端炔烃顺利偶联成对称的1,3-丁二炔衍生物。在条件优化方面,通过考察不同的金属卟啉催化剂及其用量、不同溶剂、不同氧化剂和反应温度对反应的影响,实现了末端炔烃的自身偶联反应,并获得末端炔烃自身偶联反应的最佳反应条件:10-3mmol金属卟啉,1mmol的末端炔烃,1 m L甲醇为溶剂,在空气氛围中于50℃时反应1h。通过底物扩展,不同类型的末端炔烃均能适应该反应条件,利用该反应方法合成了一系列对称的1,3-丁二炔衍生物。在反应机理的探索性实验中发现该反应可能是一个自由基类型的反应,结合大量的末端炔烃偶联反应以及金属卟啉催化氧化反应的相关文献以及机理探索性实验结果,提出了金属卟啉催化末端炔烃自身偶联反应的可能反应机理。(5)研究并建立了一种金属卟啉催化的末端炔烃交叉偶联反应的新方法。在该方法中,采用金属卟啉/甲醇体系,在没有任何其他添加物的情况下,末端炔烃顺利交叉偶联成不对称的1,3-丁二炔衍生物。在条件优化方面,在末端炔烃自身偶联的基础上,考察不同的金属卟啉催化剂及其用量、不同末端炔烃的用量对反应的影响,实现了末端炔烃高选择性交叉偶联反应,并获得末端炔烃交叉偶联反应的最佳反应条件:10-3 mmol金属卟啉,不同炔烃用量比为1∶1.2,1 m L甲醇为溶剂,在空气氛围中于50℃时反应1 h。通过底物扩展,我们选择了6组不同的末端炔烃进行交叉偶联反应,发现该条件下的交叉偶联反应具有很好的选择性,利用该反应方法合成了一系列不对称的1,3-丁二炔衍生物。
冯泽[4](2016)在《负载型硝基取代金属卟啉催化氧化环己烷性能研究》文中提出由惰性的环己烷与氧化剂反应生成所需的氧化产物一直以来是一个十分重要的过程。环己烷属于饱和烃类,其C-H键极其稳定,因此反应一般需要较为苛刻的反应条件:如高温、高压等。金属卟啉作为一种仿生催化剂,它模拟细胞色素P-450酶,具有高效性和专一性的优点,自1979年被合成且应用于催化氧化反应以来受到极大的关注。然而,催化剂易分解失效、难以回收和无法循环使用是金属卟啉面临的问题。将金属卟啉催化剂负载在一些无机载体上能较好的改善上述缺陷且能保留金属卟啉催化剂的特性。因此寻找一种催化效果较好的金属卟啉和无机载体是一项非常有意义的研究工作。一般来说,对金属卟啉催化剂进行性能改变的方法有:不同类型的取代基、不同种类的中心金属原子和不同性质的载体。研究发现:对于强拥有吸电子能力基团的金属卟啉,其环己烷氧化效果越好。因此,本论文选取拥有较强吸电子能力的氯基、溴基和硝基作为取代基合成了几种不同的金属卟啉:四(4-氯苯基)锰卟啉(Mn-T(p-Cl)PP),5,15-(4-溴苯基)-10,20-(4-氯苯基)锰卟啉(Mn-D(p-Cl)D(p-Br)PP),四(4-溴苯基)锰卟啉(Mn-T(p-Br)PP),四(4-硝基苯基)锰卟啉(Mn-TNPP),四(4-硝基苯基)钴卟啉(Co-TNPP)和四(4-硝基苯基)镍卟啉(Ni-TNPP)六种金属卟啉。同时,选取了氧化锌(ZnO),勃姆石(BM),氢氧化锆(Zr(OH)4),二氧化锆(ZrO2)和高岭土(Kaolin)五种无机物作为载体负载催化效果较好的Mn-TNPP和Co-TNPP,成功的制备了负载型催化剂,并对催化效果较好的负载型催化剂Co-TNPP/ZnO和Mn-TNPP/ZnO进行了红外光谱(FT-IR),紫外-可见漫反射光谱(UV–vis),X射线衍射(XRD),电感耦合等离子体(ICP)和热重分析(TGA/DTG)表征,结果表明:金属卟啉活性组分能比较稳定的分散在ZnO上,催化剂经过5次以上循环使用,催化结果表明:环己烷转化率和KA油的选择性平均数分别达到7%和83%以上,具有很好应用前景。本论文也运用MS软件中的Dmol3模块对不同的中心金属离子和不同的取代基的能量进行了分子模拟计算,以希望能找寻出不同的中心金属离子和不同取代基团的金属卟啉在环己烷氧化反应中催化效果不同的原因。金属卟啉的HOMO和LUMO轨道能量对反应有较大的影响,通过计算表明:当取代基为吸电子基团时,吸电子能量越强,金属卟啉的HOMO轨道能量下降越明显;对于不同的中心金属离子的金属卟啉,Mn卟啉拥有较好的活化氧分子的能力,钴卟啉中间体拥有较好的活化环己烷的能力。在氧化环己烷反应中,金属卟啉中间体活化环己烷这一过程相比金属卟啉活化氧分子更为重要。
贺娜娜[5](2015)在《金属卟啉催化过氧化氢氧化环己酮反应的研究》文中研究表明己二酸,是脂肪族二元酸中很有应用价值的二元酸,是相当重要的化工中间体或化工产品。随着经济的不断发展,社会上对己二酸的需求量越来越大。但以前所采用的环己烷氧化体系主要采用硝酸氧化工艺,此工艺反应复杂,环己烷高转化率和己二酸高选择性两者很难兼备,且产生了许多的NOx、N2O等有害气体。在现今环境问题日益严重的前提下,研究己二酸的绿色合成工艺具有重要意义。基于此,本研究重点是在无溶剂且无助剂的情况下以金属卟啉作为催化剂,在常压、低温条件下使用较廉价的30%过氧化氢作为氧化剂氧化环己酮,高选择性地得到主产物丁酸与己二酸。为了对金属卟啉催化过氧化氢氧化环己酮过程进行研究和分析,首先综述了环己酮氧化产物中重要的二元、一元酸的供需现状、己二酸合成的不同工艺,并对环己酮氧化的催化剂体系进行了概述。其次,结合本课题的需要,采用GC-MS定性分析了金属卟啉催化过氧化氢氧化环己酮过程中反应液的成分,建立了一套分析环己酮氧化产物的HPLC、GC的定性、定量分析方法,且定量方法准确性高、重复性好。然后,为了了解环己酮氧化反应规律,分别考察了不同金属卟啉催化剂、不同温度和不同时间对金属卟啉催化环己酮氧化反应产物产率、选择性及转化率的影响。并利用正交试验考察了溶剂、温度、时间、催化剂种类、物料配比对反应的影响,以己二酸的选择性为参考目标,得出最佳条件为(Tp-ClPPFe)2Cl作催化剂、反应温度80℃、过氧化氢与环己酮物质的量为1:5、反应时间为4 h。最后,对(Tp-ClPPFe)2Cl催化过氧化氢氧化环己酮反应进行了热力学分析和动力学分析。研究发现,(Tp-ClPPFe)2Cl催化过氧化氢氧化环己酮反应为动力学控制过程。由此,采用等温法测定了353 K、348 K、343 K、338 K四个不同温度(Tp-ClPPFe)2Cl催化过氧化氢氧化环己酮反应中各个产物及原料随时间变化的浓度值,结合阿伦尼乌兹公式建立了环己酮氧化反应动力学模型,通过matlab软件运用四五阶龙格库塔积分法对数据进行处理,模拟值和实验值能很好的吻合。得到了各个方程的动力学常数,分析了温度对环己酮氧化反应速率常数的影响,为以后的工业化提供了数据资料。
邓伟[6](2014)在《金属卟啉/NHPI协同催化甲苯选择性氧化反应机理研究》文中研究指明甲苯选择性氧化制备苯甲醛、苯甲醇是化学工业中一个极其重要的化学反应。苯甲醛、苯甲醇作为重要的化工原料,广泛应用于塑料、化纤、染料、日用化学品、医药以及食品等工业领域。目前,工业上合成苯甲醛、苯甲醇的方法主要是甲苯氯化水解法。该法首先利用氯气与甲苯反应生成苄氯,然后在强碱催化下,苄氯发生水解制备苯甲醛和苯甲醇。这种生产方法存在严重的缺点和不足。其一,生产过程中产生大量含氯、HCl、甲苯等有害物质的废水和废气,严重污染环境;其二,由于产品中含有氯元素等有害杂质,该法生产的苯甲醛、苯甲醇,限制用于医药、食品等工业领域。因此,研究人员一直致力于寻找以分子氧为氧化剂,催化氧化甲苯选择性制备苯甲醛和苯甲醇的新方法。然而,到目前为止,现有甲苯催化选择性氧化制备苯甲醛和苯甲醇方法普遍存在甲苯转化率低,产物醛醇产率的问题。所以,研发高甲苯转化率和高醛醇选择性的分子氧氧化甲苯新方法依然是一个挑战性课题。金属卟啉作为一种环境友好催化剂,在温和条件下,用于催化分子氧选择性氧化碳氢化合物。然而,以金属卟啉为催化剂,催化分子氧选择性氧化甲苯侧链C-H键,却需要较高的反应温度和压力,而氧化产物苯甲醛和苯甲醇的选择性达到60%时,甲苯的转化率仅为8.9mol%左右。NHPI作为自由基氧化反应催化剂和引发剂,可以在较温和反应条件下,催化甲苯氧化反应。但是,甲苯主要氧化产物是苯甲酸,苯甲醛的产率低于3%。文献研究发现,金属卟啉和NHPI共同为催化剂时,可以高选择性地催化烯烃环氧化反应。因此,我们考虑研究以金属卟啉和NHPI为催化剂,催化分子氧氧化甲苯反应及机理。本文首次研究了在醋酸溶剂中,金属卟啉/NHPI催化分子氧选择性氧化甲苯反应,以及简单脂肪醇对于T(p-Cl)PPMn F/NHPI催化分子氧选择性氧化甲苯反应的促进作用,并考察了金属卟啉/NHPI催化分子氧无溶剂氧化甲苯反应。我们还采用UV-Vis光谱法研究了T(p-Cl)PPMnF/NHPI催化氧化甲苯反应过程中,金属卟啉的变化规律,揭示其催化反应机理。论文主要工作内容如下:1、首次研究了在醋酸溶剂中,金属卟啉/NHPI催化分子氧氧化甲苯反应。研究发现,不同中心离子金属卟啉和NHPI对于催化分子氧选择性氧化甲苯反应均具有协同作用,其中,以T(p-Cl)PPCo和T(p-Cl)PPMnCl的催化作用较好。研究表明,催化剂浓度、反应温度、氧气流量、底物浓度以及助剂等因素对于甲苯氧化反应有影响。在反应温度为90℃,氧气流量为0.05L/min,NHPI浓度为5.00%条件下,T(p-Cl)PPCo对于甲苯氧化反应具有较好的催化活性;反应8h,甲苯转化率为21.90%,产物苯甲醛和苯甲醇选择性达53.20%。2、系统考察了简单脂肪醇促进T(p-Cl)PPMnF/NHPI催化分子氧选择性氧化甲苯反应以及影响因素。研究发现,甲醇、乙醇等脂肪醇显着促进T(p-Cl)PPMnF/NHPI催化甲苯选择性氧化反应;甲醇用量为78.10mmol,反应10 h,甲苯的转化率为38.20mol%,其中,产物苯甲醛和苯甲醇的选择性为43.80%:而不添加醇时,甲苯转化率仅为12.81mol%,苯甲醛和苯甲醇选择性为45.43%。研究表明,醇结构、浓度,以及反应温度、氧气流量、催化剂浓度和底物浓度等反应条件对T(p-Cl)PPMnF/NHPI催化甲苯氧化反应有重要影响。研究还发现,甲醇与甲醇在反应中可能的氧化产物甲醛、甲酸对于T(p-Cl)PPMnF/NHPI催化甲苯氧化反应的促进作用不同。3、研究了无溶剂条件下,金属卟啉/NHPI催化分子氧氧化甲苯反应。研究发现,季铵盐相转移催化剂,如CTAB等,可以显着提高金属卟啉/NHPI催化分子氧氧化甲苯的转化率和产物的产率。在优化反应条件下:T(p-Cl)PPMnCl浓度 20ppm,NHPI 浓度 2.00mol%,CTAB 用量 1.00mmol,O2 流量0.05L/min和反应温度100℃,甲苯转化率为31.11mol%,苯甲醛和苯甲醇产率6.08mol%,苯甲酸产率25.03mol%。比较研究发现,季铵盐CTAB促进甲苯氧化反应可能与CTAB有较好的催化分解甲苯氧化中间产物苄基过氧化氢的能力有关。4、利用UV-Vis光谱法,研究了 T(p-Cl)PPMnF/NHPI催化分子氧氧化甲苯反应过程中,催化剂T(p-Cl)PPMnF的UV-Vis光谱变比规律;探讨了 T(p-Cl)PPMnF/NHPI催化分子氧氧化甲苯反应的反应机理。研究发现,醇、醋酸等·溶剂分子可以与T(p-Cl)PPMnX(X=F-,Cl-,Br-,I-,SCN-,OAc-)发生轴向配位作用,在甲苯催化氧化反应体系中,简单脂肪醇的轴向配位能力强于醋酸,甲醇与T(p-Cl)PPMnF发生轴向配位作用,生成Mn(TPP)(CH3OH)2+。我们还发现,在甲醇存在条件下,甲苯氧化反应过程中,可能有高价锰氧正离子自由基[(T(p-Cl)PP)MnⅣ(O)(CH3OH)]+存在的实验证据。基于实验现象和分析,我们认为,T(p-Cl)PPMnF/NHPI催化分子氧氧化甲苯反应中,可能存在高价锰氧卟啉与苄基过氧化锰卟啉配合物两种活性中间体共存的催化机理。
王维[7](2013)在《金属卟啉催化氧化邻/对甲酚制邻/对羟基苯甲醛的研究》文中研究指明芳醛是重要的有机合成中间体,广泛应用于合成医药、农药、染料、香精香料、香水等。芳醛的制备方法很多,其中以邻/对甲酚最为廉价易得,但目前以邻/对甲酚为原料的方法存在环境污染严重、能耗高、合成效率低的问题。而且,由于甲酚中的-CH3受到取代基的影响,使其氧化条件的选择尤为关键,若采用剧烈的氧化条件则会导致深度氧化,进而使产物的选择性变差;若选择过于缓和的条件又不能将其氧化或导致原料的转化率过低。氧气作为价廉易得、清洁无污染的氧化剂,如能用其直接氧化烷基芳烃,高收率地得到芳醛,无疑将成为前景光明的绿色化工新技术。但在温和条件下,氧分子的基态为三线态,与基态为单线态的烷基芳烃之间反应在能量和自旋上是禁阻的,需要采用高效催化剂活化分子氧,才能最大限度地发挥氧气的氧化作用。金属卟啉类化合物能够从结构和功能上模拟细胞色素P-450,可在温和条件下活化分子氧,从而有效地解决上述反应自旋禁阻的问题。因此,本文致力于研究金属卟啉催化氧气氧化邻/对甲酚制备邻/对羟基苯甲醛的新方法及作用机制。首先设计合成了一系列轴向无氯配体和轴向带氯配体的对称(A4型)及不对称(A3B型)金属卟啉,并对其催化氧化邻/对甲酚的催化活性和选择性进行了系统深入的研究。同时,考察了金属卟啉-金属盐复合催化剂在对甲酚催化氧化反应中的催化活性和选择性。具体研究内容及结果如下:1、探讨了金属卟啉在对甲酚催化氧化反应中的性能和规律。通过研究具有不同结构的金属卟啉在上述反应中的催化作用,发现金属卟啉的催化活性大小顺序为铁卟啉>锰卟啉>钴卟啉;选择性顺序依次为铁卟啉>锰卟啉>钴卟啉;不同取代基的铁卟啉的活性和选择性顺序均为-CH3O>-CH3> H>-Cl>-NO2;轴向无氯配体的金属卟啉和轴向带氯的金属卟啉对对甲酚转化率影响较小,而对对羟基苯甲醛选择性影响较大,其中以轴向带氯的金属卟啉为优。其中T(p-CH3O)PPFeCl在对甲酚催化氧化反应中的活性最高,对甲酚的转化率可达78.7%,且对羟基苯甲醛选择性和收率分别为63.9%和50.3%。。2、探讨了金属卟啉-金属盐复合催化剂在对甲酚催化氧化制备对羟基苯甲醛反应中的规律。通过研究不同金属卟啉与金属盐复合体系在上述反应中的催化作用,发现金属卟啉与金属盐之间存在明显的协同效应,即少量金属卟啉与金属盐组成的复合催化剂可在更低的催化剂浓度和反应压力条件下进行,同时还可显着提高对甲酚的转化率及对羟基苯甲醛选择性和收率。其中T(p-CH3O)PPFeCl-Co(OAc)2.4H2O的复合催化效果最好,与无催化剂(空白)相比,对甲酚的转化率可从8.0%提高到99.9%,对羟基苯甲醛的选择性可从17.4%提高到82.6%。而与单独使用金属卟啉相比,对甲酚的转化率提高了21.2%,对羟基苯甲醛的选择性提高了18.7%,且催化剂用量从之前的1.110mmol/L降低到0.279mmol/L。3、通过研究不同金属卟啉在邻甲酚催化氧化反应中的催化作用,发现该反应中金属卟啉的催化活性大小顺序为铁卟啉>锰卟啉>钴卟啉;选择性顺序依次为铁卟啉>钴卟啉>锰卟啉;不同取代基的铁卟啉中活性和选择性顺序均为-CH3O>-CH3> H>-Cl>-NO2。其中T(p-CH3O)PPFeCl在邻甲酚催化氧化反应的活性最高,得到邻甲酚的转化率为50.4%,且邻羟基苯甲醛选择性和收率分别为26.6%和13.4%。4、通过研究具有不同对称性的金属卟啉在催化氧化邻甲酚反应中的催化活性,发现A3B型金属卟啉较A4型金属卟啉具有更高的催化活性,特别是不易变价的A3B型锌卟啉较相应的A4型锌卟啉使得邻甲酚转化率提高了21.9%。通过量子化学计算A3B型金属卟啉和A4型金属卟啉的微观结构和轨道能级,得到A3B型锌卟啉的ΔEH-L值小于相应的A4型锌卟啉,使其在理论上更有利于轴向吸附及活化氧气,且具有更高的催化活性,计算得到的规律与实验结果规律相符。5、研究了邻/对甲酚氧化制备对羟基苯甲醛过程中各步反应的热力学,发现邻/对甲酚氧化反应中各步反应的△H均小于零,说明各步反应均为放热反应;各步反应的△G均为负值,说明各步反应在理论上均可自发进行;除邻羟基苯甲醚和对羟基苄甲醚生成反应外,其他各步反应△G均随温度的升高而升高,说明降低反应温度均有利于上述各步反应的进行。6、反应机理研究结果表明:金属卟啉催化氧气氧化对甲酚的反应为自由基反应。第一步由金属卟啉经过催化循环引发对甲酚产生烷基芳烃苄基自由基。第二步该自由基与分子氧结合生成过氧化物再进一步分解为醛;同时该自由基还可与三价金属-羟基络合物反应形成醌式结构。第三步该醌式结构分别与甲醇和水反应,形成对羟基苄甲醚和对羟基苯甲醇。第四步对羟基苯甲醇进一步氧化生成对羟基苯甲醛,对羟基苯甲醛可进一步深度氧化为对羟基苯甲酸。
许东升[8](2013)在《以二环[4.1.0]庚烷作为自由基探针研究Lyons体系自由基机理》文中认为金属卟啉模拟细胞色素P450可以在不借助于还原剂、光化学助剂和电化学助剂的条件下完成催化分子氧氧化多种碳氢化合物(Lyons体系),一直以来都是人们研究的热门课题之一。本文以本实验组和其他人关于Lyons催化体系反应机理的研究为基础,利用二环[4.1.0]庚烷作为自由基和碳正离子探针对金属卟啉催化分子氧氧化烃类羟基化过程进行了研究。本论文首先综述了金属卟啉催化分子氧体系(Lyons体系)的反应机理研究进展、自由基探针的发展概况以及本课题的意义及内容。其次,结合本课题的需要,建立了一套分析二环[4.1.0]庚烷产物的GC的定量分析方法,定量方法准确性高、重复性好。第三,改变不同催化剂和溶剂对二环[4.1.0]庚烷氧化过程进行了研究。二环[4.1.0]庚烷作为自由基探针催化羟基化过程主要分为两步:第一,二环[4.1.0]庚烷和卟啉活性中间体作用形成碳自由基中间体,随后发生氧回弹形成产物醇;第二,生成的碳自由基中间体发生重排再经过氧回弹形成重排产物。通过已知的二环[4.1.0]庚烷自由基重排速率(Krearr)、重排产物和非重排产物的比例,我们计算得到二环[4.1.0]庚烷氧化过程的氧回弹速率(Kreb)和二环[4.1.0]庚烷α-位自由基寿命(τ)。第四,利用重氧水(H1822O)和重水([H]2O)作为同位素标记探针,对对氯四苯基铁卟啉催化氧化二环[4.1.0]庚烷反应过程中是否存在高价金属氧中间体和卟啉Fe-OOH中间体进行了研究。研究发现,反应产物2a和2c中都含有18O,而反应产物中没有2H,表明在反应过程中出现高价金属氧中间体,但是没有出现卟啉Fe-OOH中间体或者卟啉Fe-OOH中间体不是金属卟啉催化C-H键的活性中间体。第五,在实验室现有的条件下,初步尝试利用自由基捕捉剂(DMPO/PBN)和GC-MS联用技术对金属卟啉催化分子氧氧化环己烷过程中的自由基中间体进行检测。在实验过程中为了防止自由基加合物在毛细管柱高温分解,用BSTFA对自由基加合物进行硅烷化,但是并没有取得预期的实验效果,可能是由于金属卟啉催化分子氧氧化环己烷过程中的自由基加合物太少超出GC-MS的检测限。第六,根据本文研究内容,并结合文献研究结果,给出了金属卟啉催化分子氧氧化二环[4.1.0]庚烷可能的反应机理。
沈莉[9](2013)在《壳聚糖接枝四(对—羧基苯基)金属卟啉催化性能研究》文中认为随着环保生产环己酮和环己醇的日益需求,吸引更多的学者探究用金属卟啉仿生催化氧化环己烷的方法。然而,在催化反应过程中金属卟啉容易被氧化而破坏,金属卟啉在均相催化体系中无法回收重复使用,造成资源浪费和高生产成本。而把金属卟啉接枝到载体上能改善其催化性能,克服这些不足。因此,本论文把四(对-羧基苯基)金属卟啉接枝到壳聚糖上,制备了非均相催化剂,探究它们催化空气氧化环己烷的性能及其回收重复催化的效率,并对它们的催化能力进行比较,初步提出一个可能的催化反应机理。本论文主要内容如下:1.简要介绍卟啉、金属卟啉及固载金属卟啉的研究状况及有关催化氧化环己烷的研究进展。2.参照文献合成金属卟啉(M TCPP),白行设计制备了多孔/无孔壳聚糖固载金属卟啉(M TCPP/p-/imp-CTS)催化剂。采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅立叶红外光谱法(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重分析法(TG)、透射电子显微镜(TEM)和比表面(BET)等技术对壳聚糖接枝金属卟啉进行结构表征,根据表征结果,分析、推断和确定金属卟啉与壳聚糖的键合方式。3.考察了M TCPP/p-CTS催化剂催化空气氧化环己烷反应的影响因素:催化剂用量、反应温度、反应压力和反应时间。在较适宜反应条件下,探究M TCPP/p-CTS的催化能力和回收重复使用状况,并与相对应MTCPP/imp-CTS和M TCPP的催化能力进行分析比较;比较了三种多孔壳聚糖接枝金属卟啉催化剂的催化效果。4.实验结果表明:壳聚糖接枝金属卟啉催化剂的比表面越大其催化性能越好。在较优反应条件下,多孔壳聚糖接枝金属卟啉催化剂>未接枝金属卟啉催化剂>无孔壳聚糖接枝金属卟啉催化剂的催化活性;壳聚糖通过盐键和配位键固载金属卟啉形成稳定性高的催化材料,提高了金属卟啉的重复使用催化效率,含1.0或1.5mg金属卟啉当量的多孔催化材料能有效循环使用催化8次,平均催化效率高于未接枝的金属卟啉;金属卟啉活性中心金属离子的配位越强,其催化活性越高,这三种催化剂的催化活性大小顺序为:Fe TCPP/p-CTS> Co TCPP/p-CTS> Mn TCPP/p-CTS。5.结合国内外相关文献资料和实验数据,推断壳聚糖接枝金属卟啉催化空气氧化环己烷的可能机理为自由基反应机理。
刘强,郭灿城[10](2012)在《金属卟啉仿生催化烃类C-H键氧化活化的基础研究和应用进展》文中进行了进一步梳理金属卟啉模拟细胞色素P450酶仿生催化烃类C-H键氧化活化方法在生产应用中存在催化剂合成高成本和催化低效率等问题.物理有机化学的基本原理和研究方法可应用于金属卟啉仿生催化烃类C-H键氧化活化的反应和过程.通过高效大批量合成金属卟啉的新方法、可工业化分子氧活化新方法和提高金属卟啉催化效率的研究,可将烃类C-H键氧化活化方法应用于大宗化学品生产的金属卟啉仿生催化.本文结合本课题组相关工作对上述内容进行了综述.
二、μ-氧-双铁(III)卟啉催化分子氧氧化环己烷反应的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、μ-氧-双铁(III)卟啉催化分子氧氧化环己烷反应的研究(论文提纲范文)
(1)乙氧羰基铜卟啉催化氧化脱氢偶联反应(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 金属卟啉在C-H键活化中的作用 |
1.2.1 卟啉配合物的氧化催化反应 |
1.2.2 卟啉配合物的氧化芳构化反应 |
1.2.3 卟啉配合物催化的烯基化反应 |
1.2.4 卟啉配合物在卡宾转移反应中的应用 |
1.2.5 卟啉配合物在氮宾反应中的应用 |
1.2.7 卟啉配合物催化的CDC反应 |
1.3 论文的选题意义 |
第二章 金属卟啉的合成及表征 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 实验方法 |
2.3 TPP、F_(20)TPP和 TECP卟啉配合物的合成 |
2.3.1 TPP、F_(20)TPP和 TECP卟啉的合成 |
2.3.2 TPP、F_(20)TPP和 TECP卟啉配合物的合成 |
2.3.3 铁卟啉配合物(FeTPPCl,FeTECPCl, (FeTECP)_2O)的合成 |
2.4 卟啉配合物的结构表征 |
第三章 CuTECP催化的烯丙基脱氢偶联酯化反应 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 实验方案 |
3.3 结果和讨论 |
3.3.1 反应条件的优化 |
3.3.2 反应底物的拓展 |
3.3.3 反应的机理验证 |
3.4 产物的数据表征 |
3.5 本章小结 |
第四章 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 展望 |
参考文献 |
附录1 论文中的化合物的名称、结构式及简称一览表 |
附录2 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(2)铜/锰卟啉共价聚合物合成及其催化氧化和卤化性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 卟啉化学介绍 |
1.2 卟啉化合物催化应用 |
1.2.1 催化烃类氧化反应 |
1.2.2 氧化偶联反应 |
1.2.3 卤化反应 |
1.2.4 水解反应 |
1.2.5 环加成反应 |
1.3 小分子卟啉化合物的不足 |
1.4 金属卟啉聚合物的研究 |
1.4.1 静电引力作用 |
1.4.2 轴向配位连接 |
1.4.3 共价键连接 |
1.4.4 MOFs连接 |
1.5 本论文研究的意义及内容 |
第二章 铜/锰卟啉共价聚合物的合成及表征 |
2.1 引言 |
2.2 实验仪器与试剂 |
2.2.1 主要实验仪器 |
2.2.2 主要实验试剂 |
2.3 单金属卟啉的合成 |
2.3.1 四-(对硝基苯基)卟啉(TNPP)的合成 |
2.3.2 四-(对氨基苯基)卟琳(TAPP)的合成 |
2.3.3 铜、锰金属卟啉的合成 |
2.4 四苯基金属卟啉共价聚合物的合成 |
2.4.1 共价聚合物的合成步骤 |
2.4.2 Cu~Ⅱ -POP共价聚合物的表征 |
2.5 本章小结 |
第三章 CU~Ⅱ -POP催化氧化偶联苯甲醇和乙腈的研究 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验仪器与试剂 |
3.2.2 催化氧化偶联制β-酮腈反应实验操作 |
3.3 反应条件优化 |
3.3.1 各因素对反应的影响 |
3.3.2 溶剂对反应的影响 |
3.3.3 催化剂对反应的影响 |
3.3.4 碱添加剂对反应的影响 |
3.4 催化剂循环使用研究 |
3.4.1 稳定性测试 |
3.4.2 循环测试 |
3.5 反应机理探讨 |
3.6 本章小结 |
第四章 锰卟啉聚合物催化C-H卤化反应的研究 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验仪器与试剂 |
4.2.2 催化C-H卤化反应实验操作 |
4.3 反应条件优化 |
4.3.1 溶剂优化 |
4.3.2 催化剂种类优化 |
4.3.3 反应温度优化 |
4.3.4 反应时间优化 |
4.3.5 卤源筛选 |
4.4 催化剂稳定性和回收利用 |
4.4.1 稳定性测试 |
4.4.2 催化剂回收实验 |
4.5 反应机理探讨 |
4.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录A 攻读硕士学位期间发表的论文 |
附录B GC、GC-MS、NMR检测结果 |
致谢 |
(3)金属卟啉催化炔烃氧化和偶联反应研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 内炔烃叁键的氧化反应研究进展 |
1.1.1 内炔烃氧化生成羧酸的反应 |
1.1.2 内炔烃氧化生成 1,2-二酮的反应 |
1.1.3 内炔烃氧化生成邻二醇的反应 |
1.1.4 内炔烃氧化重排生成取代乙酸的反应 |
1.1.5 内炔烃氧化重排成少一个碳原子的单酮的反应 |
1.2 末端炔烃的偶联反应研究进展 |
1.2.1 末端炔烃的自身偶联反应 |
1.2.2 端炔烃的交叉偶联反应 |
1.3 金属卟啉催化炔烃的氧化反应和偶联反应研究进展 |
1.4 本论文的选题依据和研究内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 主要仪器及试剂 |
2.1.1 主要仪器 |
2.1.2 实验试剂 |
2.2 催化剂及内炔烃的制备 |
2.2.1 金属卟啉的制备 |
2.2.2 苯乙炔的合成 |
2.3 金属卟啉催化氧化内炔烃的反应 |
2.3.1 内炔烃氧化反应实验 |
2.3.2 内炔烃氧化反应产物的定性分析及底物转化率确定 |
2.3.3 产物表征 |
2.4 金属卟啉催化氧化末端炔烃自身偶联反应 |
2.5 金属卟啉催化氧化末端炔烃交叉偶联反应 |
第3章 金属卟啉催化分子氧氧化内炔烃生成单酮的反应 |
3.1 研究背景 |
3.2 金属卟啉催化内炔烃的选择性氧化反应 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 金属卟啉催化内炔烃的选择性氧化反应条件优化 |
3.3.2 金属卟啉催化内炔烃的选择性氧化反应底物的适应性 |
3.3.3 金属卟啉催化内炔烃的选择性氧化反应机理研究 |
3.4 本方法的优势 |
3.5 本章小结 |
第4章 金属卟啉催化末端炔烃的自身偶联反应 |
4.1 研究背景 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 金属卟啉催化末端炔烃自身偶联反应条件优化 |
4.2.2 金属卟啉催化端炔烃偶联反应底物的适应性 |
4.2.3 金属卟啉催化端炔烃偶联反应机理研究 |
4.3 本方法的优势 |
4.4 本章小结 |
第5章 金属卟啉催化端炔烃的交叉偶联反应 |
5.1 研究背景 |
5.2 金属卟啉催化末端炔烃交叉偶联反应条件优化 |
5.3 金属卟啉催化末端炔烃自身偶联和交叉偶联的选择性研究 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 部分化合物的核磁谱图 |
附录B 攻读学位期间发表的学术论文 |
(4)负载型硝基取代金属卟啉催化氧化环己烷性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 环己烷氧化过程简介 |
1.2 环己烷氧化工业过程研究 |
1.2.1 工业上环己烷氧化工艺概述 |
1.2.2 工业上环己烷无催化氧化法 |
1.2.3 工业上环己烷催化氧化法 |
1.3 环己烷氧化实验过程研究进展 |
1.3.1 环己烷氧化过程中催化剂研究进展 |
1.3.2 环己烷氧化过程中氧化剂研究进展 |
1.4 卟啉及金属卟啉的概述及研究进展 |
1.4.1 卟啉及金属卟啉的概述 |
1.4.2 卟啉和金属卟啉的合成方法 |
1.5 负载型金属卟啉的研究进展 |
1.6 量子计算运用的研究进展 |
1.7 金属卟啉催化氧化环己烷的机理研究 |
1.8 本论文的研究内容、目的和意义 |
1.8.1 论文研究内容 |
1.8.2 论文研究目的和意义 |
第2章 实验部分 |
2.1 试剂与仪器 |
2.1.1 试剂 |
2.1.2 仪器 |
2.2 催化剂制备 |
2.2.1 卟啉和金属卟啉的制备 |
2.2.2 负载型M-TNPP金属卟啉的制备 |
2.3 催化剂的反应性能评价 |
2.3.1 实验装置 |
2.3.2 催化反应实验操作 |
2.3.3 产物分析及催化剂性能评价 |
2.4 催化剂的表征方法 |
2.4.1 物理化学吸附 |
2.4.2 紫外分析UV-vis |
2.4.3 红外分析FT-IR |
2.4.4 X-射线衍射XRD |
2.4.5 同步热分析DT/DTG |
2.4.6 电感耦合等离子体发射光谱ICE-AES |
第3章 金属卟啉的结构式、表征及催化性能研究 |
3.1 金属卟啉的结构 |
3.2 金属卟啉的表征 |
3.2.1 元素分析 |
3.2.2 紫外分析 |
3.2.3 红外分析 |
3.3 催化性能研究 |
3.3.1 金属卟啉的催化性能评价 |
3.3.2 催化反应条件优化 |
3.3.3 反应机理探索 |
3.4 本章小结 |
第4章 负载型金属卟啉的表征及催化性能研究 |
4.1.Mn-TNPP/ZnO和Co-TNPP/ZnO的表征 |
4.1.1 UV-vis表征 |
4.1.2 FT-IR表征 |
4.1.3 XRD表征 |
4.1.4 N2物理吸附表征 |
4.1.5 TG-DTG表征 |
4.1.6 ICP-AES表征 |
4.2 负载型Co-TNPP的催化性能研究 |
4.2.1 不同载体负载钴卟啉的催化性能研究 |
4.2.2 Co-TNPP/ZnO催化反应条件的优化 |
4.3 负载型Mn-TNPP的催化性能研究 |
4.3.1 不同载体和负载型锰卟啉的催化性能研究 |
4.3.2 反应条件的优化 |
4.3.3 催化剂Mn-TNPP/ZnO的循环使用性能 |
4.4 本章小结 |
第5章 金属卟啉的分子模拟计算 |
5.1 金属卟啉与氧分子的前线轨道研究 |
5.1.1 模拟计算方法 |
5.1.2 计算结果及讨论 |
5.2 卟啉中间体与环己烷的前线轨道研究 |
5.2.1 模拟计算条件 |
5.2.2 计算结果及讨论 |
5.2.3 电子结构讨论 |
5.3 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间的研究成果 |
(5)金属卟啉催化过氧化氢氧化环己酮反应的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 环己酮氧化主产物简介 |
1.2.1 己二酸 |
1.2.2 丁酸 |
1.2.3 丁二酸 |
1.2.4 戊二酸 |
1.2.5 己内酯 |
1.3 己二酸的生产工艺 |
1.3.1 环己烷工艺 |
1.3.2 环己烯生产工艺 |
1.3.3 苯酚生产工艺 |
1.3.4 丁二烯生产工艺 |
1.4 环己酮氧化的催化剂体系概述 |
1.4.1 金属盐Mn、Co类催化体系 |
1.4.2 仿生催化体系 |
1.4.3 过氧化物催化体系 |
1.4.4 生物催化体系 |
1.5 本课题选题来源意义和内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 主要仪器与试剂 |
2.1.1 实验仪器 |
2.1.2 实验试剂 |
2.2 卟啉化合物合成与表征 |
2.2.1 四对氯苯基卟啉的合成 |
2.2.2 金属卟啉化合物的合成 |
2.3 金属卟啉催化过氧化氢氧化环己酮的实验方法 |
2.3.1 催化反应实验 |
2.3.2 氧化产物酯化实验 |
2.4 环己酮氧化产物的GC、HPLC分析方法的建立 |
2.4.1 环己酮及己内酯GC方法的建立 |
2.4.2 环己酮氧化产物HPLC方法的建立 |
2.5 数据处理的计算公式 |
第3章 金属卟啉催化过氧化氢氧化环己酮反应因素的研究 |
3.1 环己酮氧化反应体系及反应过程 |
3.2 催化剂种类对环己酮反应的影响 |
3.2.1 催化剂种类对环己酮氧化反应转化率与产率的影响 |
3.2.2 催化剂种类对环己酮氧化反应产物选择性的影响 |
3.3 反应时间对环己酮氧化反应的影响 |
3.3.1 反应时间对环己酮氧化反应转化率与产率的影响 |
3.3.2 反应时间对环己酮氧化反应产物选择性的影响 |
3.4 反应温度对环己酮氧化反应的影响 |
3.4.1 反应温度对环己酮氧化反应转化率与产率的影响 |
3.4.2 反应温度对环己酮氧化反应产物选择性的影响 |
3.5 正交试验法对金属卟啉催化环己酮氧化工艺进行优化 |
3.5.1 正交试验安排 |
3.5.2 正交试验结果与分析 |
3.6 小结 |
第4章 金属卟啉催化过氧化氢氧化环己酮反应动力学的初步研究 |
4.1 环己酮氧化反应的热力学分析 |
4.2 环己酮催化氧化反应机理 |
4.3 环己酮催化氧化动力学模型的初步建立 |
4.4 环己酮催化氧化反应动力学常数的确定 |
4.5 环己酮催化氧化反应中温度的影响 |
4.6 小结 |
结论 |
参考文献 |
附录A 攻读硕士期间所发表的学术论文 |
致谢 |
(6)金属卟啉/NHPI协同催化甲苯选择性氧化反应机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 甲苯选择性氧化反应研究的意义 |
1.2 甲苯选择性氧化反应研究进展与现状 |
1.2.1 可溶性过渡金属盐催化甲苯液相选择性氧化反应 |
1.2.2 过渡金属氧化物多相催化甲苯选择性氧化反应 |
1.2.3 固载型过渡金属催化剂催化甲苯选择性氧化反应 |
1.2.4 金属卟啉仿生催化甲苯选择性氧化 |
1.2.5 NHPI催化甲苯选择性氧化反应 |
1.2.6 其他甲苯选择性氧化方法 |
1.3 金属卟啉催化分子氧氧化反应机理研究进展 |
1.4 NHPI催化分子氧氧化反应机理 |
1.4.1 NHPI/过渡金属盐/O_2催化氧化机理 |
1.4.2 金属卟啉/NHPI/O_2催化氧化机理 |
1.5 本课题的研究目的和研究内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 仪器与试剂 |
2.1.1 实验仪器 |
2.1.2 实验试剂 |
2.2 金属卟啉催化剂合成与表征 |
2.2.1 卟吩的合成 |
2.2.2 金属卟啉化合物的合成与表征 |
2.3 金属卟啉/NHPI催化分子氧氧化甲苯实验 |
2.3.1 甲苯催化氧化反应实验方法 |
2.3.2 甲苯氧化产物分析与定量 |
2.4 甲苯氧化实验数据处理与催化剂性能评价 |
第3章 金属卟啉/NHPI催化甲苯氧化产物分析方法 |
3.1 甲苯氧化产物的定性分析 |
3.2 甲苯氧化产物定量分析 |
3.2.1 气相色谱分析甲苯氧化产物方法 |
3.2.2 高效液相色谱法分析甲苯主要氧化产物 |
3.2.3 碘量法测定产物中过氧化物含量 |
3.3 小结 |
第4章 金属卟啉/NHPI协同催化分子氧氧化甲苯反应研究 |
4.1 金属卟啉/NHPI协同催化分子氧氧化甲苯反应 |
4.2 不同中心离子金属卟啉/NHPI催化甲苯氧化反应 |
4.3 催化剂浓度对甲苯氧化反应的影响 |
4.3.1 T(p-Cl)PPCo浓度对甲苯氧化反应的影响 |
4.3.2 NHPI浓度对甲苯反应的影响 |
4.4 反应条件对甲苯氧化反应的影响 |
4.4.1 反应温度对甲苯氧化反应的影响 |
4.4.2 氧气流量对甲苯氧化反应的影响 |
4.4.3 底物浓度对甲苯反应的影响 |
4.5 T(p-Cl)PPCo与Co(OAc)_2催化甲苯氧化反应比较研究 |
4.6 助溶剂对金属卟啉/NHPI催化甲苯氧化的影响 |
4.6.1 甲醇对金属卟啉/NHPI催化甲苯氧化反应的影响 |
4.6.2 其他助剂对金属卟啉/NHPI催化甲苯氧化反应的影响 |
4.7 小结 |
第5章 醇促进T(p-CI)PPMnX/NHPI催化甲苯氧化反应研究 |
5.1 甲醇存在下T(p-Cl)PPMnX/NHPI催化甲苯氧化反应 |
5.2 醇对T(p-Cl)PPMnF/NHPI催化甲苯氧化反应的影响 |
5.2.1 不同结构醇对甲苯氧化反应的影响 |
5.2.2 醇用量对甲苯氧化反应的影响 |
5.3 反应条件对甲苯氧化反应的影响 |
5.3.1 温度对甲苯氧化反应的影响 |
5.3.2 氧气流量对甲苯氧化反应的影响 |
5.3.3 催化剂浓度对甲苯氧化反应的影响 |
5.3.4 甲苯浓度对氧化反应的影响 |
5.4 甲醇可能的氧化产物对甲苯氧化反应的影响 |
5.4.1 甲苯氧化反应中甲醛的检测方法 |
5.4.2 反应中添加甲醛对甲苯氧化反应的影响 |
5.4.3 反应中添加甲酸对甲苯氧化反应的影响 |
5.5 小结 |
第6章 金属卟啉/NHPI催化甲苯无溶剂氧化反应研究 |
6.1 T(p-Cl)PPMnCl/NHPI催化甲苯无溶剂氧化反应 |
6.2 金属卟啉/NHPI/CTAB催化甲苯无溶剂氧化反应 |
6.2.1 催化剂对甲苯无溶剂催化氧化反应的影响 |
6.2.2 反应条件对甲苯无溶剂催化氧化反应的影响 |
6.2.3 甲苯氧化中间产物苄基过氧化氢浓度随反应时间变化规律 |
6.3 本章小结 |
第7章 T(p-CI)PPMnF/NHPI催化分子氧氧化甲苯反应机理研究 |
7.1 溶液中金属卟啉的轴向配位作用研究 |
7.1.1 不同阴离子配体轴向配位T(p-Cl)PPMnX的UV—Vis光谱 |
7.1.2 醇与T(p-Cl)PPMnX轴向配位的UV—Vis光谱 |
7.1.3 不同浓度甲醇与T(p-Cl)PPMnX轴向配位的UV—Vis光谱 |
7.1.4 醋酸中甲醇与T(p-Cl)PPMnX轴向配位的UV—Vis光谱 |
7.1.5 甲苯反应过程中甲醇与T(p-Cl)PPMnF轴向配位研究 |
7.2 T(p-Cl)PPMnF/NHPI催化甲苯选择性氧化可能机理研究 |
7.2.1 甲醇与T(p-Cl)PPMnF轴向配位促进甲苯氧化反应的原因分析 |
7.2.2 NHPI在甲苯选择性催化氧化中的催化作用 |
7.3 T(p-Cl)PPMnF/NHPI催化甲苯选择性氧化反应可能机理 |
7.4 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间发表的学术论文 |
(7)金属卟啉催化氧化邻/对甲酚制邻/对羟基苯甲醛的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
第1章 研究背景及文献综述 |
1.1 卟啉及金属卟啉化合物的研究进展 |
1.1.1 卟啉及金属卟啉化合物的结构 |
1.1.2 金属卟啉化合物的种类 |
1.1.3 卟啉及金属卟啉化合物的性质 |
1.1.4 卟啉及金属卟啉化合物的应用 |
1.2 金属卟啉化合物在仿生催化领域的研究进展 |
1.2.1 烷烃的催化氧化 |
1.2.2 烯烃的催化氧化 |
1.2.3 芳烃的催化氧化 |
1.3 金属卟啉/金属盐复合催化体系的研究进展 |
1.4 邻/对羟基苯甲醛制备方法的研究进展 |
1.4.1 邻羟基苯甲醛制备方法的研究进展 |
1.4.2 对羟基苯甲醛制备方法的研究进展 |
1.4.3 邻/对羟基苯甲醛制备方法小结 |
1.5 邻/对甲酚氧化产物分离和分析方法的研究进展 |
1.5.1 邻甲酚氧化产物分离和分析方法的研究进展 |
1.5.2 对甲酚氧化产物分离和分析方法的研究进展 |
1.6 甲酚氧化制备羟基苯甲醛机理的研究 |
1.7 研究思路和主要内容 |
1.7.1 研究意义 |
1.7.2 研究目的 |
1.7.3 研究内容 |
1.7.4 研究方案及技术路线 |
第2章 实验部分 |
2.1 实验所用主要化学试剂和设备 |
2.1.1 实验所用主要化学试剂名称、规格、生产厂家 |
2.1.2 实验所用主要仪器及设备 |
2.2 卟啉及金属卟啉化合物的合成与表征 |
2.2.1 卟啉配体的合成 |
2.2.2 卟啉配体的表征 |
2.2.3 金属卟啉类化合物的合成 |
2.2.4 金属卟啉类化合物的表征 |
2.2.5 紫外光谱和红外光谱简单分析 |
2.3 金属卟啉催化氧化邻/对甲酚制邻/对羟基苯甲醛 |
2.3.1 金属卟啉催化氧化邻甲酚制邻羟基苯甲醛 |
2.3.2 金属卟啉催化氧化对甲酚制对羟基苯甲醛 |
2.4 邻/对甲酚氧化产物的定性定量分析 |
2.4.1 邻甲酚氧化产物的定性定量分析 |
2.4.2 对甲酚氧化产物的定性定量分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 金属卟啉催化氧化对甲酚制对羟基苯甲醛 |
3.1 前言 |
3.2 对甲酚氧化反应热力学 |
3.3 催化剂对氧气氧化对甲酚反应的影响 |
3.3.1 不同中心金属离子的金属卟啉对氧气氧化对甲酚的催化作用 |
3.3.2 不同环外取代基的金属卟啉对氧气氧化对甲酚的催化作用 |
3.3.3 有无轴向配体氯的金属卟啉对氧气氧化对甲酚的催化作用 |
3.3.4 催化剂用量对氧气氧化对甲酚反应的影响 |
3.4 反应条件对金属卟啉催化氧化对甲酚反应的影响 |
3.4.1 溶剂的选择 |
3.4.2 反应温度的影响 |
3.4.3 反应压力的优化 |
3.5 金属卟啉催化氧化对甲酚反应机理的研究 |
3.5.1 对甲酚氧化反应机理假设 |
3.5.2 对甲酚氧化反应机理验证 |
3.6 本章小结 |
第4章 金属卟啉-金属盐催化氧化对甲酚制对羟基苯甲醛 |
4.1 前言 |
4.2 金属卟啉-醋酸钴催化下氧化产物随时间变化规律 |
4.3 金属卟啉-金属盐对氧气氧化对甲酚的复合催化作用 |
4.3.1 金属卟啉对复合催化剂催化氧化对甲酚的影响 |
4.3.2 金属盐对复合催化剂催化氧化对甲酚的影响 |
4.4 催化剂用量对对甲酚氧化反应的影响 |
4.4.1 金属卟啉用量的影响 |
4.4.2 醋酸钴用量的影响 |
4.4.3 催化剂比例的影响 |
4.4.4 催化剂总量的影响 |
4.5 反应条件对金属卟啉-金属盐催化氧化对甲酚反应的影响 |
4.5.1 搅拌速率 |
4.5.2 反应压力 |
4.5.3 反应温度 |
4.6 本章小结 |
第5章 金属卟啉催化氧化邻甲酚制邻羟基苯甲醛 |
5.1 前言 |
5.2 邻甲酚氧化反应热力学 |
5.2.1 基团贡献法热力学参数估算 |
5.2.2 各物质的气态标准热力学参数 |
5.2.3 各物质的液态标准热力学参数 |
5.2.4 各反应焓变ΔrHm~θ和吉布斯自由能变化ΔrGm~θ |
5.2.5 反应焓变ΔrHm~θ与反应温度 T 的关系 |
5.2.6 反应吉布斯自由能变化ΔrGm~θ与反应温度 T 的关系 |
5.2.7 反应平衡常数 K 与反应温度 T 的关系 |
5.2.8 小结 |
5.3 常压下 A_4型金属卟啉催化剂对邻甲酚氧化反应的影响 |
5.3.1 A_4金属卟啉催化剂种类对邻甲酚氧化反应的影响 |
5.3.2 A_4型金属卟啉用量对邻甲酚氧化反应的影响 |
5.4 邻甲酚氧化产物随时间变化规律 |
5.5 常压各反应条件对金属卟啉催化氧化邻甲酚反应的影响 |
5.5.1 氢氧化钠用量对反应结果的影响 |
5.5.2 反应温度对反应结果的影响 |
5.5.3 氧气流速对反应结果的影响 |
5.5.4 底物浓度对反应结果的影响 |
5.6 加压条件下金属卟啉催化氧化邻甲酚反应的影响因素 |
5.6.1 A_4型金属卟啉种类对邻甲酚氧化反应的影响 |
5.6.2 反应温度和压力对邻甲酚反应结果的影响 |
5.6.3 底物浓度对邻甲酚反应结果的影响 |
5.7 A_3B 型金属卟啉催化剂对邻甲酚氧化反应的影响 |
5.8 本章小结 |
结论 |
本论文创新点 |
展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读博士学位期间的成果 |
致谢 |
(8)以二环[4.1.0]庚烷作为自由基探针研究Lyons体系自由基机理(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
第1章 绪论 |
1.1 金属卟啉模拟细胞色素 P450 酶催化分子氧氧化碳氢化合物反应机理研究概况 |
1.1.1 高价金属氧代物机理 |
1.1.2 自由基自氧化机理 |
1.1.3 烷基过氧化过渡金属配合物机理 |
1.1.4 生物化学循环复合机理 |
1.2 自由基钟在研究碳氢化合物氧化反应机理中的应用 |
1.2.1 自由基钟在研究金属酶类羟基化碳氢化合物的应用 |
1.2.2 自由基钟在研究金属卟啉催化氧化碳氢化合物的应用 |
1.3 本课题的意义及内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 主要仪器及试剂 |
2.1.1 主要仪器 |
2.1.2 主要试剂 |
2.2 金属卟啉的合成与表征 |
2.2.1 对氯四苯基卟吩(H2Tp-ClPP)的合成 |
2.2.2 对氯四苯基单金属卟啉的合成 |
2.3 底物二环[4.1.0]庚烷及其氧化产物的合成 |
2.3.1 底物二环[4.1.0]庚烷的合成 |
2.3.2 产物 3 的合成 |
2.3.3 产物 4 的合成 |
2.3.4 化合物 2c 的合成 |
2.3.5 化合物 2a 的合成 |
2.3.6 化合物 2b 的合成 |
2.4 金属卟啉催化分子氧氧化二环[4.1.0]庚烷反应的实验方法 |
2.4.1 试验装置 |
2.4.2 催化反应实验 |
2.5 二环[4.1.0]庚烷氧化产物酯化实验 |
2.6 二环[4.1.0]庚烷反应产物的定性与定量分析 |
2.6.1 反应产物的定性 |
2.6.2 反应产物 GC 法定量 |
2.7 相关计算公式 |
第3章 金属卟啉催化分子氧氧化二环[4.1.0]庚烷自由基寿命及氧回弹速率的计算和影响因素研究 |
3.1 金属卟啉催化分子氧氧化二环[4.1.0]庚烷影响因素研究 |
3.1.1 不同溶剂对二环[4.1.0]庚烷氧化的影响 |
3.1.2 不同催化剂对二环[4.1.0]庚烷氧化的影响 |
3.2 二环[4.1.0]庚烷催化氧化过程中氧回弹速率和自由基寿命的计算 |
3.3 烷基自由基的检测 |
3.4 过氧化物的检测 |
3.5 本章小结 |
第4章 金属卟啉催化分子氧氧化二环[4.1.0]庚烷过程中同位素标记研究 |
4.1 反应条件的选择 |
4.1.1 反应溶剂的选择 |
4.1.2 反应中底物二环[4.1.0]庚烷和溶剂量的选择 |
4.2 重氧水氧交换反应 |
4.2.1 重氧交换反应氧化产物研究 |
4.2.2 重氧水的量对反应产物中18O 含量的影响 |
4.2.3 对照实验 |
4.3 [2H]2O 标记研究 |
4.4 金属卟啉催化分子氧氧化二环[4.1.0]庚烷可能的反应途径 |
4.5 本章小结 |
第5章 GCMS 和自由基捕捉剂联用检测金属卟啉催化环己烷氧化自由基中间体 |
5.1 GCMS 和自由基捕捉剂联用直接检测环己烷反应自由基中间体 |
5.2 金属卟啉催化氧化环己烷反应液硅烷化处理 |
5.2.1 三甲基氯硅烷对环己烷氧化液硅烷化处理 |
5.2.2 双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)对环己烷氧化液硅烷化处理 |
5.3 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间发表的学术论文 |
附录B 化合物相关谱图 |
(9)壳聚糖接枝四(对—羧基苯基)金属卟啉催化性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 卟啉的简介及其合成进展 |
1.2 金属卟啉的简介及其应用 |
1.3 固载型金属卟啉的研究进展 |
1.3.1 无机载体 |
1.3.2 有机载体 |
1.3.3 混合载体 |
1.4 催化氧化环己烷的进展 |
1.4.1 硼酸类催化氧化法 |
1.4.2 分子筛催化氧化法 |
1.4.3 光催化氧化法 |
1.4.4 金属或金属化合物催化氧化法 |
1.4.5 仿生催化氧化法 |
1.5 本课题研究的意义 |
第二章 实验部分 |
2.1 主要仪器及试剂 |
2.1.1 主要仪器 |
2.1.2 主要化学试剂 |
2.2 催化剂的制备 |
2.2.1 制备四(对-羧基苯基)卟啉 |
2.2.2 制备四(对-羧基苯基)金属卟啉 |
2.2.3 壳聚糖接枝金属卟啉催化材料的制备 |
2.4 催化剂的表征原理及测定方法 |
2.4.1 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)表征 |
2.4.2 红外光谱(FT-IR)表征 |
2.4.3 X射线衍射(XRD)表征 |
2.4.4 热分析(TG)表征 |
2.4.5 透射电镜(TEM)表征 |
2.4.6 比表面积(BET)表征 |
2.5 催化氧化环己烷方法及产物测定原理 |
2.5.1 催化反应装置及方法 |
2.5.2 环己烷氧化产物分析方法 |
2.5.3 催化氧化环己烷产物分析检测 |
2.5.4 壳聚糖接枝金属卟啉催化剂活性指标评价 |
第三章 催化材料的表征与结果分析 |
3.1 催化材料的UV-VIS光谱表征结果讨论 |
3.1.1 卟啉、钴卟啉和壳聚糖接枝钴卟啉的紫外可见光谱 |
3.1.2 卟啉、锰卟啉和壳聚糖接枝锰卟啉的紫外可见光谱 |
3.1.3 铁卟啉和壳聚糖接枝铁卟啉的紫外可见光谱 |
3.2 壳聚糖和壳聚糖接枝金属卟啉卟啉的红外光谱图 |
3.3 XRD表征及其结果讨论 |
3.4 TG表征及其结果讨论 |
3.5 TEM和比表面积表征结果讨论 |
第四章 壳聚糖接枝四(对-羧基苯基)金属卟啉催化空气氧化环己烷 |
4.1 壳聚糖接枝四(对-羧基苯基)钴卟啉催化空气氧化环己烷性能的探讨 |
4.1.1 反应温度对催化氧化环己烷的影响 |
4.1.2 反应压力对催化氧化环己烷的影响 |
4.1.3 催化剂用量对催化氧化环己烷的影响 |
4.1.4 反应时间对催化氧化环己烷的影响 |
4.1.5 Co TCPP/p-CTS与Co TCPP催化环己烷性能的比较 |
4.1.6 Co TCPP/p-CTS催化环己烷重复性能的研究 |
4.2 壳聚糖接枝四(对-羧基苯基)锰卟啉催化空气氧化环己烷性能的探讨 |
4.2.1 反应温度对催化氧化反应的影响 |
4.2.2 反应压力对催化氧化反应的影响 |
4.2.3 催化剂用量对催化氧化反应的影响 |
4.2.4 Mn TCPP/p-CTS和Mn TCPP催化环己烷性能的比较 |
4.2.5 Mn TCPP/p-CTS催化环己烷重复性能的研究 |
4.3 壳聚糖接枝四(对-羧基苯基)铁卟啉催化空气氧化环己烷性能的探讨 |
4.3.1 反应温度对催化氧化环己烷的影响 |
4.3.2 反应压力对催化氧化环己烷的影响 |
4.3.3 催化剂用量对催化氧化环己烷的影响 |
4.3.4 Fe TCPP/p-CTS和Fe TCPP催化空气氧化环己烷性能的比较 |
4.3.5 Fe TCPP/p-CTS催化环己烷重复性能的研究 |
4.4 壳聚糖接枝三种金属卟啉催化空气氧化环己烷性能的比较 |
4.5 本章小结 |
第五章 壳聚糖接枝金属卟啉催化空气氧化环己烷机理 |
5.1 金属卟啉催化氧化烃类机理 |
5.2 壳聚糖接枝四(对-羧基苯基)金属卟啉催化氧化环己烷机理的初步探讨 |
第六章 结论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
四、μ-氧-双铁(III)卟啉催化分子氧氧化环己烷反应的研究(论文参考文献)
- [1]乙氧羰基铜卟啉催化氧化脱氢偶联反应[D]. 熊明峰. 华南理工大学, 2019(01)
- [2]铜/锰卟啉共价聚合物合成及其催化氧化和卤化性能研究[D]. 高勇. 湖南大学, 2018(01)
- [3]金属卟啉催化炔烃氧化和偶联反应研究[D]. 盛文兵. 湖南大学, 2016(06)
- [4]负载型硝基取代金属卟啉催化氧化环己烷性能研究[D]. 冯泽. 湘潭大学, 2016(02)
- [5]金属卟啉催化过氧化氢氧化环己酮反应的研究[D]. 贺娜娜. 湖南大学, 2015(03)
- [6]金属卟啉/NHPI协同催化甲苯选择性氧化反应机理研究[D]. 邓伟. 湖南大学, 2014(05)
- [7]金属卟啉催化氧化邻/对甲酚制邻/对羟基苯甲醛的研究[D]. 王维. 北京工业大学, 2013(03)
- [8]以二环[4.1.0]庚烷作为自由基探针研究Lyons体系自由基机理[D]. 许东升. 湖南大学, 2013(05)
- [9]壳聚糖接枝四(对—羧基苯基)金属卟啉催化性能研究[D]. 沈莉. 广西大学, 2013(03)
- [10]金属卟啉仿生催化烃类C-H键氧化活化的基础研究和应用进展[J]. 刘强,郭灿城. 中国科学:化学, 2012(10)