磁性纳米粒子固载金鸡纳碱催化剂的合成、表征及催化研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文磁性纳米粒子固载金鸡纳碱催化剂的合成、表征及催化研究论文作者：曹仕轩学生类别：全日制学科门类：理学学科专业：有机化学指导教师：王家喜职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofOrganicChemistrySYNTHESIS,CHARACTERIZATIONANDCATALYTICAPPLICATIONSOFMAGNETICNANOPARTICLESIMMOBILIZEDCINCHONAALKALOIDByCaoS

2、hixuanSupervisor:Prof.WangJiaxiMay2017摘要有机小分子催化具有毒性低、环境友好、反应条件温和等特点，近年来受到了化学家们的广泛关注与研究。有机小分子胺，特别是以金鸡纳生物碱为代表的一系列天然产物，在众多不对称化学反应中具有较好的催化效果。同时，催化剂的有效分离与循环使用也一直以来是研究的热点问题。其中，固载多相催化剂在众多报道中显示了良好的催化效果和回收效率。故此，我们总结了近年来手性有机胺、特别是金鸡纳碱催化的不对称反应的研究背景，整理了有关固载金鸡纳碱类催化剂的相关进展，进而提出本论文的研究课题。本课题利用共沉淀法、溶胶-凝胶法合成

3、了磁性催化剂载体。通过硅偶联固载这一方式，合成了几种不同类型的固载金鸡纳碱催化剂，并采用IR、NMR、XPS、SEM、EA等测试手段进行表征。首先以1,3-二羰基化合物与N-取代马来酰亚胺间的不对称Michael加成反应作为模型反应，分别对反应的溶剂效应、温度效应和浓度效应进行了考察。确定了最佳反应条件：甲苯（2mL）、催化剂（20mol%）、反应温度0oC。此外，还拓展了该类反应的底物类型，反应收率53-91%，选择性高达93%ee,88:12dr。最后考察了该类催化剂的循环使用效率,使用3次后催化效果未见明显下降。此外，我们还初步探索了该类催化剂在不对称aldol反应

4、、不对称nitro-Michael加成反应以及不对称MBH反应中的催化性能。硝基苯基烯与丙二酸二甲酯间的aldol反应以较高的转化率和对映体选择性完成，催化剂的循环效果相对较差。同样在环己酮与对硝基苯甲醛的nitro-Michael加成反应中，该类催化剂显示了较高的催化活性和立体选择性。不对称MBH反应的立体选择性较好，但收率相对较低。关键词：固载，金鸡纳碱，非均相催化，不对称催化IABSTRACTOrganocatalysis,bearingadvantagesoflowtoxicity,environmentallyfriendliness,mildreactionc

5、onditions,hasattractedwideattentionandinterestsfromchemists.Organicchiralaminesexhibitedexcellentcatalyticperformancesinmanyasymmetricreactions,especiallyfornaturalproductsrepresentedbycinchonaalkaloidsinrecentyears.Meanwhile,easyseparationandrecyclingofcatalystisahottopicwithgreatconcern

6、fromresearchers.Immobilizationisasimple,economic,high-efficientmethodwhichshowedoutstandingcatalyticabilityandreusingperformancesinrecentreports.Hence,wesummarizedtheadvancesinasymmetricreactionspromotedbychiralamineorganocatalysts(especiallycinchonaalkaloid)andimmobilizedcinchonaalkaloid

7、s.Then,weputforwardthefollowingresearchproject.Inthissituation,wesynthetizedseveralkindsofimmobilizedcinchonaalkaloidcatalysts.Solidsupportwaspreparedbyco-precipitationandsol-gelmethod,whichwasfollowedbycouplingwithfunctionalcinchonaalkaloid.Synthesizedcatalystswere