介孔納米反應器和on-water效應在有機催化中的研究.pdf

1、在前人的研究基礎上我們發(fā)現(xiàn)了一個有意思的現(xiàn)象：某些特殊的催化劑可以影響酯化反應的反應平衡，甚至改變化學反應平衡常數(shù)。在此基礎上，我們研究發(fā)現(xiàn)介孔納米反應器（非均相催化劑）和水相體系（非均相反應介質）都可能影響有機反應的微觀過程，從而使得反應動力學、反應熱力學、化學選擇性和對映選擇性發(fā)生改變。
　　我們主要研究無機納米反應器中的介孔納米反應器，MCM-41、SBA-15和無序介孔二氧化硅等硅基介孔材料在經(jīng)過改性后，其介孔孔道可以作為

2、一種特殊的反應環(huán)境影響反應微觀過程。我們考察了這類納米反應器作為催化劑時對于Michael反應以及aza-Michael反應的影響，并且發(fā)現(xiàn)介孔納米材料巨大的比表面能會直接影響化合物的能量以及反應的微觀過程。這個作用對于反應結果的表觀影響為增加反應速率、提高反應產率或改進選擇性，我們從理論和實驗兩方面進行了深入考察和研究。
　　在研究過程中我們發(fā)現(xiàn)，納米反應器雖然可以促進某些反應進行，但是對于其他的反應卻可能產生抑制作用，這使得納

3、米反應器在實際應用上受到一些限制。鑒于此，我們又考察了非均相介質——on-water反應——對于反應的類似影響，納米反應器是一種非均相催化劑，非均相介質——on-water反應——相比之下不僅僅具有納米反應器的優(yōu)勢，也存在納米反應器不存在的特性。
　　本文分為以下兩部分：
　　第一部分介紹了無機多孔材料納米反應器、膠束納米反應器、生物納米反應器和其他類納米反應器的應用，其中主要介紹了我們本次重點研究的MCM-41和SBA-1

4、5類介孔納米反應器的研究應用。
　　隨后，我們總結了一些主流的on-water反應理論的解釋，以及 on-water效應的研究進展。
　　第二部分為實驗部分，主要包括以下幾個方面：
　　1.制備一系列介孔納米反應器，如 MCM-41/SBA-15負載雜多酸和有機小分子修飾MCM-41/SBA-15等納米反應器，并對這些催化劑進行表征；
　　2.以aza-Michael反應為模型反應，研究PMoA/MCM-41納米

5、反應器對于反應熱力學和動力學的影響；
　　3.利用 PMoA/MCM-41催化劑催化酰肼和α,β-不飽和酮的aza-Michael反應，并考察這類納米反應器對于化學選擇性的影響；
　　4.考察了奎寧類手性小分子修飾的介孔分子篩催化 Michael反應，并研究這類納米反應器是如何影響反應對映選擇性的；
　　5.從量子計算和化學實驗兩方面分別研究了on-water條件下的Knoevenagel縮合，并且提出了新的on-wa