有序介孔樹脂材料負載鉑催化劑的制備、表征及其催化氫化性能研究.pdf

1、由復旦大學趙東元院士研究小組合成報道的FDU系列介孔樹脂聚合物材料是一種新型的有序介孔有機樹脂材料。它可以由苯酚和甲醛在表面活性劑P123存在的弱堿性條件下通過有機-有機自組裝合成,從而得到具有Ia3d對稱性的FDU-14和具有p6mm對稱性的FDU-15。由于其骨架由酚醛樹脂組成,因此具有較強的疏水性、耐酸堿性以及對有機反應底物具有較強的親和性能。除了具備介孔材料共有的一些特性（如較大的比表面積和規(guī)則的孔道）外,FDU系列介孔樹脂材料

2、的一些有機官能團使其能夠表現(xiàn)出不同于傳統(tǒng)無機載體的一些特點。然而,關于這類新型介孔樹脂材料應用方面的報道還不多見,所以我們以這種材料為載體制備負載型鉑催化劑并研究其多相催化氫化性能。在獲得單一對映體的各種途徑中,多相不對稱催化法因其在合成手性藥物、農(nóng)藥和食品添加劑等方面的作用受到了各國科學家的廣泛關注。金雞納生物堿修飾的鉑催化劑上α-功能化酮類底物的不對稱氫化反應是近年來研究比較成功的多相不對稱催化體系之一。我們首次將有序介孔樹脂材料負

3、載的鉑催化劑應用于丙酮酸乙酯的不對稱氫化反應中,詳細考察了不同鉑催化劑前體和不同制備方法對催化劑鉑粒子大小和分散度以及金屬-載體之間相互作用的影響,及其對反應活性和光學選擇性的影響。以氯鉑酸為前體制備的Pt/FDU-14催化劑還原前高溫焙燒將導致鉑粒子聚集,以氯鉑酸為前體、浸漬后直接還原得到的FDU-H2PtCl6催化劑鉑粒子平均粒徑為5 nm;而經(jīng)過350℃真空焙燒的催化劑前體還原后得到的FDU-H2PtCl6-350催化劑鉑粒子平均

4、粒徑為8 nm。以二氯四氨合鉑為前體制備的Pt/FDU-14催化劑還原前高溫焙燒則有利于鉑粒子的分散。在優(yōu)化的條件下,以二氯四氨合鉑為催化劑前體、浸漬后不經(jīng)過焙燒直接在甲酸鈉水溶液中還原得到的FDU-Pt（NH3）4Cl2催化劑在乙酸溶劑中（R）-（+）-乳酸乙酯的光學選擇性可以達到81％ee。FDU-H2PtCl6催化劑在乙酸溶劑中丙酮酸乙酯不對稱催化氫化反應的初始活性較高,TOF達到21902 mol mol-1h-1,（R）-（+

5、）-乳酸乙酯的光學選擇性也可以達到77%ee。介孔樹脂聚合物材料負載的鉑催化劑還可以在乙酸和水溶劑中多次重復使用,而且催化活性和光學選擇性沒有明顯的降低,這是因為催化劑載體的苯環(huán)骨架與Pt粒子通過π鍵相互作用,有效阻止了在反應過程中Pt粒子的聚集和流失。我們還將介孔樹脂聚合物材料負載的鉑催化劑應用于芳香醛化合物的催化氫化反應中,并與商品化催化劑Pt/Al2O3進行了比較。結果表明,FDU-14負載的鉑催化劑是一個高效的芳香醛化合物液相氫