簡單金屬卟啉催化分子氧氧化烯烴的研究.pdf

1、烯烴以含有C=C雙鍵官能團作為特征,相對于飽和烴,它具有相對活潑的化學性質,由烯烴結構和化學性質的多樣性,決定了它們氧化形式和反應產物的多樣性,烯烴的選擇性氧化可以生成環氧化物、醛、酮、羧酸等烴類含氧衍生物,它們是重要的石油化工原料。如何控制烯烴氧化的氧化程度和選擇性,是研究烯烴催化氧化的重點和難點。直接以分子氧為氧源催化烯烴的選擇性氧化,是具有重要意義的研究課題。
　　 本論文研究了以簡單金屬卟啉為催化劑、直接以分子氧為氧源催

2、化烯烴的反應?？疾炝私饘龠策呋瘎?、反應條件等因素對催化作用的影響,通過一系列實驗設計和對比研究,討論了簡單金屬卟啉對烯烴氧化及順反異構化的催化作用及機理。研究結果表明,在金屬卟啉催化下,1,2-二苯乙烯及衍生物等烯烴化合物能被分子氧直接氧化,發生環氧化以及C=C雙鍵斷裂生成醛的氧化反應,另外值得注意的是,在分子氧的參與下,四苯基錳卟啉能夠顯著的催化順式1,2-二苯乙烯向其反式構型轉化,金屬卟啉這種對烯烴順反異構化的催化特性尚未見報道。

3、本論文工作主要內容如下:
　　 1、以Alder丙酸法作參考,合成了卟啉化合物及含不同中心金屬離子的金屬卟啉催化劑；以三苯基膦和氯化芐或取代氯化芐為原料,利用Wittig反應作為1,2-二苯乙烯系列化合物的合成路線,合成了5種1,2-二苯乙烯系列化合物,作為烯烴氧化研究的底物,以考察烯烴底物的不同結構對氧化反應的影響。
　　 2、研究了金屬卟啉催化分子氧氧化苯乙烯反應,考察了催化劑和反應條件對催化反應的影響。在四苯基錳卟

4、啉(TPPMnCl)催化下,苯乙烯能發生環氧化以及C=C雙鍵斷裂生成醛的反應,總轉化率可達90％以上,其中環氧化物選擇性達42％。由反應產物分布隨時間的變化關系,以及由對比實驗研究表明,苯乙烯的環氧化和C=C雙鍵斷裂氧化是兩個平行的反應。
　　 3、研究了金屬卟啉催化分子氧氧化1,2-二苯乙烯及取代1,2-二苯乙烯系列化合物的反應,考察了催化劑、反應條件及底物結構對催化反應的影響。在產物分析上,采用了歸一化法與有效碳數理論相結合

5、的定量計算方法。反應產物主要為反式環氧化物及雙鍵斷裂產物之醛化合物,環氧化物選擇性達80％以上。以取代二苯乙烯為反應底物,當其苯環對位的取代基的吸電子性越強時,其氧化反應的速率越低；以苯乙烯、β-甲基苯乙烯、1,2-二苯乙烯等取代苯乙烯為反應底物,研究了底物的不同結構對反應的影響。
　　 4、研究了底物順反構型對反應的影響,討論了環氧化產物的立體選擇性,考察了C=C雙鍵的環氧化與雙鍵斷裂反應的相對選擇性,研究了溶劑對反應的影響以

6、及溶劑DMF在反應中的特殊作用,并對其作用機理進行了探討。通過這些研究,對簡單金屬卟啉催化分子氧氧化烯烴的反應機理作了探討。
　　 5、研究了簡單金屬卟啉對烯烴順反異構化反應的催化作用及機理。研究發現在分子氧的參與下,四苯基錳卟啉(TPPMnCl)能夠顯著的催化順式1,2-二苯乙烯向其反式構型轉化,金屬卟啉這種對烯烴順反異構化的催化特性尚未見報道,而四苯基鐵卟啉(TPPFeCl)則不具備這樣的催化作用。通過一系列實驗設計和對比實