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

1、制備LDH-有機復(fù)合材料不僅是基礎(chǔ)研究的熱點，而且具有在電子，光學，磁力和催化等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的研究價值。這類材料已經(jīng)被大量的實驗證明是一種高效的催化劑而被應(yīng)用在有機合成的各個領(lǐng)域。但是，在三級胺的N-氧化催化反應(yīng)過程中，未見LDH作為催化劑的報道。三級胺的N-氧化物作為一種非常有價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-有機復(fù)合材料的多功能性制備出新型三級胺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方面對LDH-有機復(fù)合材料作為三級胺N-氧化的催化劑進行研究。首先，通過傳統(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-氧化作為探針反應(yīng)，通過平行試驗確定其最佳反應(yīng)條件，從而將反應(yīng)收率提升至84％。選擇12種不同類型的三級胺作為反應(yīng)底物，發(fā)現(xiàn)

3、催化劑對水溶性三級胺的氧化效果明顯優(yōu)于憎水性三級胺;同時底物分子結(jié)構(gòu)中供電子基團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)對催化劑性能具有決定性作用。配體結(jié)構(gòu)中含有強供電子基團的催化劑，其催化效果比帶有吸電子基團或供電子性較弱基團的催化劑高8～12倍。此外，對比螯合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Mn的催化劑具有催化性能。根據(jù)實驗結(jié)果，

4、我們提出四步的催化反應(yīng)機理。除此之外，實驗中還設(shè)計了殼聚糖-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)計提供新思路。最后，對2，3-二甲基吡啶的N-氧化做實驗室放大實驗，其N-氧化收率可達到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，實驗還創(chuàng)新性地對插層苯甲酸根的LDH進行層板剝離，并通過AFM，T