介孔碳负载钯催化剂的制备及其对Sonogashira偶联反应的催化性能研究.pdf

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1、第23卷第4期广东石油化工学院学报V01．23No．42013年8月JoumalofGuangdongUniversityofPetrochemicalTechnologyAug．2013介孔碳负载钯催化剂的制备及其对Sonogashira偶联反应的催化性能研究邱会华(广东石油化工学院化学与生命科学学院，广东蔑名525000)摘要：通过简单方法合成了介孔碳负载钯催化剂，考察了该催化剂对Sonogahsira反应的催化效果，并优化了反应条件。关键词：介孔碳；负载；钯；Sonogashira反应中图分类号：0643．

2、32文献标识码：A文章编号：2095—2562(2013)04—0016—03Sonogashira反应是指端基炔烃与sp2型碳卤化物由Pd／Cu混合催化剂催化的交叉偶联反应。自从1975年首次报道以来，Sonogashira反应已经成为合成取代炔烃以及大共轭炔烃首选方法，从而在很多天然化合物、农药医药、光电材料以及纳米分子器件的合成中扮演着重要的角色⋯。传统的Sonogashira反应都是利用钯盐、CuI、配体和适当量胺碱的极性溶剂中进行，这是典型的均相反应体系。然而，使用这种均相催化剂存在许多缺点：如成本非常

3、昂贵、反应条件苛刻、贵金属难回收、产物难提纯、后处理困难等。相对于均相催化剂，非均相的负载钯催化剂则可以较好地解决上述问题_2J。在已有报道中，许多惰性固体材料被证实可以负载金属钯并具有不错的催化活性。较为典型的载体有碳材料(如活性碳、碳纳米管(CNT))，介孔材料(如介孔硅)，聚合物(如聚苯胺、树枝状高分子)，金属氧化物(如具有磁性的Fe，O4和Al12o3)，金属有机框架化合物(MOFs)等J。有序介孑L碳材料是刚刚兴起的一类新型纳米结构材料，具有孑L容存贮高、表面凝缩特性优良、热稳定性和化学稳定性高等特点，

4、在非均相催化领域是一种极具潜力和吸引力的替代品。为了考察介孑L碳负载钯催化剂对SQnogashira偶联反应的催化性能，本文制备了介孔碳负载钯催化剂并考察了该催化剂对Sono—gashira偶联反应的催化性能。1买验部分1．1实验药品和仪器主要实验药品：三嵌段聚合物P123(Aldrich，平均分子量为5800，分子式E‰E020)；浓硫酸(质量分数98％)；蔗糖；正硅酸乙酯；氢氟酸(质量分数40％)，；PdCl~；碘化亚铜；三苯基膦；碘苯；苯乙炔；二苯乙炔。所用试剂均为市售分析纯，所用水为实验室用去离子水。主要

5、实验仪器：Gc(天美)。气相色谱条件：毛细管柱；升温程序为：80℃(2min)，以25~C／rain的速度升温至290cc；进样口温度为250cc；检测器采用FID，温度为280~C。1．2实验方法1)介孔碳的制备。介孔碳的制备方法参照前期工作l8j，所得有序介孔碳编号OMC。2)介孔碳负载钯催化剂的制备。采用有机溶剂浸渍法制备介孔碳负载钯催化剂，具体步骤如下：将1gOMC1。5、80mgPdCh浸入50mL乙醇中，室温条件下搅拌过夜，然后抽滤得到固体，将样品移至真空干燥收稿日期：2013—05—05；修回日期：

6、2013—05—31作者简介：邱会华(1985一)，女，湖南衡阳人，硕士，主要从事介孑L材料的制备及其催化性能研究。第4期邱会华：介孔碳负载钯催化剂的制备及其对Sonogashira偶联反应的催化性能研究17箱，在50~C干燥12h，将得到的固体在室温下与NaBH4反应。反应彻底结束后，用乙醇洗涤样品，于60~C真空干燥12h，即可得到黑色的介孔碳负载钯催化剂粉末，标号为Pd／0MC(O．95g)，经由ICP测定其Pd含量为5．8％(质量分数)。3)介孔碳负载钯对Sonogashira偶联反应的催化性能研究。常温

7、下，将Pd／OMC、CuI(10mo1％)、PPh3(20mo1％)、K2CO3(400mo1％)和溶剂混合，氮气保护下搅拌10min，再用注射器加入苯乙炔(102mg，1mmo1)与碘苯(242mg，1．2mmo1)，加热并搅拌反应(如图1所示)。用TLC检测反应完成后，加入乙醚，过滤回收催化剂；用饱和食盐水洗滤液，无水MgSO4干燥，减压下除去溶剂。柱层析分离可得目标产物二苯乙炔。产物经气相色谱与市售二苯乙炔进行比对分析确认，用内标法确定收率。Pd／0MC1．5base+R＼===／图1Pd／OMC催化的So

8、nogashim反应2结果与讨论2．1催化剂用量的影响在标准条件下，以乙醇为溶剂，反应温度为70~(2，我们首先考察了Pd／OMC的用量(以钯相对苯乙炔的摩尔百分数表示)对反应的影响，如表1所示。从表1中可以看出，即使催化剂组成为：rt(Pd)／n(苯乙炔)=8x10～，反应仍可顺利地进行，且具有77％的GC收率。增大催化剂用量，反应时间变短，产率有所增加；当催化剂用量减