摘 要

烯烃环氧化反应能为医药及精细化工合成提供大量的中间体，这些中间体通过选择性开环和官能团转换可以方便地合成许多有价值的化合物，因此，无论在工业化生产还是有机合成中都占有很重要的地位。

本文拟合成出一种新型的Cu-Salen配合物，并利用FT-IR、H-NMR对其进行表征。然后研究了其作为催化剂参加苯乙烯、1-辛烯的环氧化反应，并利用气相色谱探讨反应温度、时间、催化剂用量及苯乙烯/氧源对转化率的影响。结果表明，对于催化苯乙烯，当温度为80^oC，反应10h，催化剂/苯乙烯（g/100g）为3.5，氧源/苯乙烯(mol/mol)为4时，苯乙烯环氧化效果最好，转化率为26%，环氧化苯乙烯选择性89%。对于催化1-辛烯，当温度为55^oC，反应7h，催化剂/苯乙烯（g/100g）为3，氧源/苯乙烯(mol/mol)为3.5时，1-辛烯环氧化效果最好，1,2-环氧乙烷的产率最高。最后对它的电化学催化做了初步探讨，合成的Cu-Salen/GCE对H₂O₂有很好的催化性能及很好的线性关系。结果表明成功的合成出了Cu-Salen配合物，且配合物有很好的催化效果。

关键词：席夫碱；Cu-Salen配合物；苯乙烯环氧化 ；1-辛烯环氧化

Abstract

The epoxidation of olefins can provide a large number of intermediates for the pharmaceutical and fine chemical synthesis，These intermediates can be used to Synthesize many valuable compounds by the selective ring opening and functional group conversion，Therefore, it plays an important role in both industrial production and organic synthesis.Therefor，it plays an important role in both industrial and organic synthesis.

In this paper, a new type of Cu-Salen complex was synthesized and characterized by H-NMR and FT-IR.Then it was used as a catalyst to catalyze the epoxidation of styrene and 1-octenes.And then the effects of reaction temperature，time，catalyst amount and styrene/oxygen source on conversion rate was studied by gas chromatography.Results show that the catalyst for styrene, when the temperature is 80 ^oC, reaction time is 10h, catalyst / styrene (g / 100g) is 3.5, oxygen source / styrene (mol / mol) is 4, the epoxidation of styrene effect is best, change rate of 26%, the ring of styrene oxide selectivity 89%. The catalyst for 1-octenes, when the temperature is 55^oC, the reaction time is 7h, the catalyst / styrene (g/100g) is 3, and the oxygen source / styrene (mol/mol) is 3.5, The epoxidation of 1-octenes have the best effect, and the yield of 1,2- was the highest. Finally its electrochemical catalytic performance was preliminarily studied. The results showed that the successful synthesis of the Cu-Salen complex, and the complex has a good catalytic effect.

Key Words: Schiff base；cu-Salen complex；epoxidation of styrene；epoxidation of 1-octenes

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第1章 绪论 1

1.1 Schiff碱 1

1.1.1 反应机理 1

1.1.2 分类 1

1.1.3 应用 2

1.2 Schiff碱金属配合物 3

1.2.1 合成方法 3

1.2.2 应用 3

1.3 金属Salen 4

1.4 烯烃环氧化合物 5

1.4.1 制备方法 5

1.4.2 催化剂 6

1.4.2.1 均相催化剂 6

1.4.2.2 多相催化剂 6

1.5课题研究的目的和意义 7

第2章 Cu-Salen配合物的合成及表征 8

2.1 实验合成路线 8

2.2 主要仪器与试剂 8

2.2.1 主要仪器 8

2.2.2 主要试剂 9

2.3 Cu-Salen配合物的合成 9

2.3.1 水杨醛衍生物的合成 9

2.3.2 席夫碱的合成 10

2.3.4 Cu-Salen配体的合成 10

2.4 结果讨论及产物表征 10

2.4.1 水杨醛衍生物b 10

2.4.2 席夫碱c 11

2.4.3 Cu-Salen配体 12

2.5本章小结 13

第3章 Cu-Salen配合物催化性能研究 14

3.1 主要实验仪器与试剂 14

3.1.1主要仪器 14

3.1.2主要试剂 14

3.2 探究催化苯乙烯氧化反应的影响因素 14

3.2.1 探究温度对转化率的影响 15

3.2.2 探究反应时间对转化率的影响 15

3.2.3 探究催化剂对转化率的影响 15

3.2.4 探究氧源/苯乙烯（mol/mol）的比例对转化率的影响 16

3.3 结果与讨论 16

3.3.1 温度对转化率的影响 16

3.3.2 反应时间对转化率的影响 16

3.3.3 催化剂对转化率的影响 17

3.3.4 氧源/苯乙烯（mol/mol）的比例对转化率的影响 18

3.4 总结 18

第4章 催化1-辛烯氧化反应并探究反应的影响因素 19

4.1 主要实验仪器与试剂 19

4.1.1主要仪器 19

4.1.2主要试剂 19

4.2 探究催化苯乙烯氧化反应的影响因素 19

4.2.1 探究温度对转化率的影响 19

4.2.2 探究反应时间对转化率的影响 19

4.2.3 探究催化剂对转化率的影响 19

4.2.4 探究氧源/（mol/mol）的比例对转化率的影响 20

4.3 结果与讨论 20

4.3.1 探究温度对转化率的影响 20

4.3.2 探究反应时间对转化率的影响 21

4.3.3 探究催化剂对转化率的影响 21

4.3.4 探究氧源/（mol/mol）的比例对转化率的影响 22

4.4 总结 22

第5章 初步探讨电化学催化H₂0₂ 23

5.1 主要实验仪器及试剂 23

5.2 工作电极的制备 23

5.2.1 电极的预处理 23

5.2.2 制备Cu-Salen/GCE 24

5.2.3 Cu-Salen/GCE的电化学检测 24

5.3 结果与讨论 24

5.3.1 Cu-Salen/GCE电极制备 24

5.3.2 Cu-Salen/GCE电化学检测 25

5.4 总结 26

第6章 结论与展望 27

6.1总结 27

6.2 展望 27

参考文献 28

致 谢 31

第1章 绪论

1.1 Schiff碱

1.1.1 反应机理

Schiff碱含有特定官能团亚胺基（-RC=N），指由伯胺与含有羰基的物质反应生成的化合物^[1]。

它的反应通式如下所示:

它的合成的一般步骤是先加成后重排再消去。反应机理如下：

图1.1 Schiff反应机理^[2]

首先胺和羰基发生亲核加成，亲核试剂为胺类化合物，胺中的氮原子有孤电子对可以从离去基团的背面进攻醛或酮的羰基碳原子，所以使羰基碳原子有sp²杂化转变为sp³。然后快速地发生了质子转移，得到了不稳定的产物醇胺，第三步反应快速发生，而第四步反应却很缓慢，水从质子化的醇胺消去，得到产物，它是决定整个反应速度的关键一步。