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功能化介孔分子筛的制备及在环氧化反应中的应用文献综述

 2020-03-23 09:31:10  

文 献 综 述

1引言

氧化苯乙烯是一种重要的有机合成中间体,广泛应用于有机合成、药物制备、香料生产等。目前在我国国内生产氧化苯乙烯的化工企业不多,而且规模不大、工艺落后、产品质量和数量均不能满足市场的需求;同时随着药物盐酸左旋咪唑、香精、β-苯乙醇的需求量的增加,使得氧化苯乙烯的需求量急剧增大,增大了氧化苯乙烯的缺口,给氧化苯乙烯的研究带来了广阔的前景。

分子筛、金属有机配合物[1]在催化中占有非常重要的地位,它们各有优缺点。分子筛是具有规则的孔道结构的刚性物质而常用作骨架材料。在催化有机反应中,分子筛还具有易于与反应体系分离,可回收再利用,对环境无污染等优点。而金属有机配合物种类繁多,结构多样,具有分子筛所没有的功能,但金属有机配合物通常不具备分子筛的性质。如果能将金属有机配合物引入分子筛中,则可以实现金属有机配合物和分子筛的优势互补,兼具两类物质的性质,从而制得具有更优异的催化性能的材料。在很多研究中表明,金属配合物固载在分子筛上与在溶液中以及固体状态相比往往会表现出更加优异的催化性能。

2分子筛的概述

1992年美国Mobil石油开发与发展公司的研究人员突破传统的微孔沸石分子筛[2]合成过程中单个溶剂化的分子或离子起模板作用的原理,利用一个有序组织的阳离子型季铵盐表面活性剂作模板[3]合成了具有大的比表面积、孔道呈规则六方形排列并可调节的有序介孔分子筛系列M41S(孔径为1.6~10nm),成为分子筛合成由微孔向介孔飞跃的重要里程碑。介孔分子筛具有能允许分子进入的更大内表面和空穴,使处理大的分子或基团和进行生物有机化学模拟等成为可能,并在催化、电子、光学及微观力学等方面有着巨大的应用前景,因此引起了科学家们的广泛兴趣,从而掀起了介孔分子筛的研究热潮。之后的几年中,Monnier,Tanev,Huo等人先后采用阴离子型[4]、中性及双头基型表面活性剂[5]作为模板分别得到了具有某些特殊结构和优异性能的介孔分子筛品种,拓展了模板剂概念,改进了合成工艺。Lin,Schacht等又分别将表面活性剂模板机理与相转移机理和油-水界面模板相结合,合成出具有奇异形态的介孔分子筛”管中套管”等级序列和由介孔二氧化硅薄片[6]构成的微米级空球。最近,Yang, Lu等人又进一步得到了形态不同的介孔二氧化硅薄膜。介孔分子筛材料的迅速发展和不断改进已为它的应用提供了广阔的天地。有关介孔分子筛的合成方法、优异性能及在催化工业中的广泛应用,Corma[7]在文章中已详尽论述。然而在实际应用中,仅仅依靠介孔分子筛骨架二氧化硅的性能还远远不能满足要求,因此科学家们将化学修饰引入介孔分子筛材料的功能化过程中,取得了突破性的进展。

图式 分子筛的结构图

3苯乙烯环氧化反应金属配合物催化剂的研究

环氧苯乙烷又称氧化苯乙烷,可以用作环氧树脂稀释剂[8]、UV 吸收剂、增香剂,同时也是有机合成、制药工业、香料工业的重要中间体, 因此,无论在工业化生产还是有机合成方面都倍受关注。本文主要描述了最近几年来在苯乙烯环氧化反应中常用的金属配合物催化剂。

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