多孔芳香骨架材料固载有机钯金属催化剂的合成及性质研究

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1、分类号：O611.4单位代码：10183研究生学号：2015332013密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）多孔芳香骨架材料固载有机钯金属催化剂的合成及性质研究SynthesisandPropertiesofPorousAromaticFrameworkImmobilizedPd-basedorganometalliccatalysts作者姓名：景丽萍专业：无机化学研究方向：多孔芳香骨架材料指导教师：朱广山教授培养单位：化学学院2018年6月多孔芳香骨架材料固载有机钯金属催化剂的合成及性质研究SynthesisandPropertiesofPorousAromaticF

2、rameworksImmobilizedPd-basedorganometalliccatalysts作者姓名：景丽萍领域（方向）：无机化学研究方向：多孔芳香骨架材料指导教师：朱广山教授类别：理学硕士答辩日期：2018年5月24日中文摘要多孔芳香骨架材料（PorousAromaticFrameworks，简写为PAFs）完全是由芳香环系通过共价键连接形成的，因此它不仅具有非常高的比表面积、很好的孔隙度、非常强的热稳定性以及很好的物理和化学稳定性，它还具有可调控的孔道和可设计的结构。PAFs材料由于这些优良的性质而受到科学家们的广泛关注，过去十年中，PAFs材料在气体的吸附、分

3、离、传感、非均相催化等领域表现出了优异的性能和广泛的应用前景。但是到目前为止，将PAFs材料用于有机金属催化领域的研究还处于起步阶段。本论文将多孔芳香骨架材料（PAF-45、PAF70-NH2和PAF-1）通过后修饰的方法固载了有机钯分子催化剂，并对其催化性质进行了系统的研究。本论文第一部分工作选择我们课题组研究发现的多孔芳香骨架材料PAF-45为载体。首先以联苯作为结构单元，在无水三氯化铝的催化作用下，通过Scholl反应合成了具有微孔结构的多孔芳香骨架材料（命名为PAF-45）。然后以PAF-45为载体，经过硝化、还原、席夫碱反应以及N,N-双齿配体和醋酸钯分子配位作用四

4、步后修饰之后，合成了固载的有机钯金属催化剂PAF45-Pd，并利用PAF45-Pd催化剂分别催化了Suzuki–Miyaura偶联反应与Heck反应，实验结果表明，PAF45-Pd催化剂可以顺利催化上述反应并具有一定的可循环利用性。本论文第二部分工作选择我们课题组研究发现的多孔芳香骨架材料（PAF70-NH2）为固载平台。首先，通过我们组以前报道的方法得到了含有介孔的PAF70-NH2，然后，通过两步后修饰成功合成了含有金属钯的有机多孔催化剂材料（PAF70-Pd）。由于PAF70-NH2含有较大的介孔（3.8nm），为固载较大的金属催化剂提供了足够的孔体积，所以PAF70-

5、Pd催化剂具有非常高的金属固载量（23.0wt%）。我们研究了PAF70-Pd催化剂催化Suzuki–Miyaura偶联反应和Heck反应的性能，实验结果表明PAF70-Pd具有很高的催化活性且具有很好的底物适用性。与传统的有机多孔材料固载的金属钯催化剂相比较，PAF70-Pd催化剂的金属钯固载量最高，而且催化活性远远高于其它有机多孔材料固载的金属钯催化剂。此外，由于PAF70-Pd骨架是完全由稳定的碳-碳共价键连接的苯I环构成的，所以它具有很好的稳定性，作为催化剂时可以很容易的实现回收循环利用。多孔芳香骨架材料的制备以及其作为载体通过后修饰固载有机金属催化剂，展现了多孔芳香

6、骨架材料在这一领域的应用前景，扩展了多孔芳香骨架材料的应用范围，所得催化剂的良好稳定性和高活性使其在化学工业和制药领域有很大的应用潜能。关键词：多孔芳香骨架，固载有机金属钯催化剂，Suzuki–Miyaura偶联反应，Heck反应IIAbstractPorousaromaticframeworks(PAFs)areformedbyaromaticringsthroughstablecovalentbonds.PAFsnotonlyhaveveryhighsurfacearea,porosity,butalsohavehighthermal,physicalandchemica

7、lstability.Furthermore,theyhaveadjustableporesandstructures.Inthepastdecade,PAFsarewidelyconcernedbyscientistsbecauseoftheseexcellentproperties.PAFsexhibitwideapplicationprospectsinthefieldsofgasstorageandseparation,sensing,andheterogeneouscatalysis.Howe