LDH-Salen復(fù)合材料的制備及其在三級(jí)胺N-氧化中的應(yīng)用研究.pdf

1、制備LDH-有機(jī)復(fù)合材料不僅是基礎(chǔ)研究的熱點(diǎn)，而且具有在電子，光學(xué)，磁力和催化等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的研究?jī)r(jià)值。這類材料已經(jīng)被大量的實(shí)驗(yàn)證明是一種高效的催化劑而被應(yīng)用在有機(jī)合成的各個(gè)領(lǐng)域。但是，在三級(jí)胺的N-氧化催化反應(yīng)過(guò)程中，未見(jiàn)LDH作為催化劑的報(bào)道。三級(jí)胺的N-氧化物作為一種非常有價(jià)值的合成中間體被應(yīng)用在藥物合成，烯烴氧化，臨床治療和催化劑制備領(lǐng)域。因此，利用LDH-有機(jī)復(fù)合材料的多功能性制備出新型三級(jí)胺N-氧化催化劑不僅具有基礎(chǔ)研究的創(chuàng)

2、新性，也具有重要的工業(yè)化應(yīng)用意義。
　　本文主要從以下兩個(gè)方面對(duì)LDH-有機(jī)復(fù)合材料作為三級(jí)胺N-氧化的催化劑進(jìn)行研究。首先，通過(guò)傳統(tǒng)的離子交換法制備得到Cat.1[LDH-Mn-Salen]催化劑。采用XRD、ICP-AES、NMR、FTIR、SEM、UV、元素分析等手段確定其結(jié)構(gòu)和組成。以4-甲基吡啶的N-氧化作為探針?lè)磻?yīng)，通過(guò)平行試驗(yàn)確定其最佳反應(yīng)條件，從而將反應(yīng)收率提升至84％。選擇12種不同類型的三級(jí)胺作為反應(yīng)底物，發(fā)現(xiàn)

3、催化劑對(duì)水溶性三級(jí)胺的氧化效果明顯優(yōu)于憎水性三級(jí)胺;同時(shí)底物分子結(jié)構(gòu)中供電子基團(tuán)的存在將有利于催化效果的提升。根據(jù)現(xiàn)有理論，設(shè)計(jì)并改變了salen配體結(jié)構(gòu)和螯合金屬種類，發(fā)現(xiàn)配體結(jié)構(gòu)的電子效應(yīng)對(duì)催化劑性能具有決定性作用。配體結(jié)構(gòu)中含有強(qiáng)供電子基團(tuán)的催化劑，其催化效果比帶有吸電子基團(tuán)或供電子性較弱基團(tuán)的催化劑高8～12倍。此外，對(duì)比螯合Mn，Cu，Cr，F(xiàn)e和Co等不同金屬的催化劑，發(fā)現(xiàn)只有螯合金屬M(fèi)n的催化劑具有催化性能。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，

4、我們提出四步的催化反應(yīng)機(jī)理。除此之外，實(shí)驗(yàn)中還設(shè)計(jì)了殼聚糖-salen多孔催化劑，F(xiàn)e3O4@Salen磁性催化劑等新型催化劑，在催化過(guò)程中同樣表現(xiàn)出較優(yōu)異的催化效果，為后續(xù)此類催化劑的設(shè)計(jì)提供新思路。最后，對(duì)2，3-二甲基吡啶的N-氧化做實(shí)驗(yàn)室放大實(shí)驗(yàn)，其N-氧化收率可達(dá)到97％;催化劑循環(huán)使用6次后，收率依舊高于95％，表明催化劑具有工業(yè)化應(yīng)用前景。
　　另外，實(shí)驗(yàn)還創(chuàng)新性地對(duì)插層苯甲酸根的LDH進(jìn)行層板剝離，并通過(guò)AFM，T