本文關(guān)鍵詞：介孔炭負(fù)載鐵基催化劑上醇與胺氧化偶合合成亞胺（英文）

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【摘要】：亞胺是一類重要的含氮有機(jī)化合物,廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、精細(xì)化工和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中.由于其分子中具有不飽和C=N雙鍵,亞胺化合物可以通過(guò)不同化學(xué)過(guò)程(如氧化還原、加成、偶合等)合成多種衍生物.工業(yè)上合成亞胺普遍采用羰基化合物與胺偶合反應(yīng)獲得,由于該反應(yīng)需要強(qiáng)酸作為催化劑和脫水劑,在應(yīng)用中往往對(duì)設(shè)備造成不同程度的破壞.選擇氧氣或空氣為氧化劑,通過(guò)醇與胺氧化偶合反應(yīng)合成亞胺,其副產(chǎn)物只有水,是一條較為綠色的合成路線.近期研究表明,均相和負(fù)載型貴金屬催化劑(如Pd,Pt和Au等)在該反應(yīng)中表現(xiàn)出較好的低溫催化性能,但需要在反應(yīng)過(guò)程中添加大量堿性助劑.一些非貴金屬氧化物催化劑如CeO_2和Mn Ox/HAP等在該過(guò)程中表現(xiàn)出一定的催化活性,但其催化效率普遍較低,往往需要在24 h甚至更長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間實(shí)現(xiàn)~90%亞胺收率.因此仍需開發(fā)一些更為高效的非貴金屬催化劑用于上述反應(yīng).本文以經(jīng)過(guò)硝酸活化處理的有序多孔炭(CMK-3)為載體,制備了負(fù)載型氧化鐵催化劑(FeO_x/HCMK-3),考察了它在苯甲醇與苯胺氧化偶合合成亞胺反應(yīng)中的催化性能,同時(shí)結(jié)合一系列表征手段研究了催化劑物理化學(xué)性質(zhì)與其催化性能之間的關(guān)系.X射線衍射和氮吸附脫附結(jié)果顯示,負(fù)載后的樣品仍然保持了介孔炭原有的孔道結(jié)構(gòu),沒(méi)有出現(xiàn)較大的氧化鐵粒子;透射電鏡、高角暗場(chǎng)掃描透射電鏡及能量散射譜結(jié)果進(jìn)一步顯示,氧化鐵物種相對(duì)均勻地分散在載體表面;程序升溫還原結(jié)果顯示,與塊體氧化鐵相比,FeO_x/HCMK-3上的氧化鐵物種(FeO_x)更易被還原,這可能與氧化鐵粒子較小有關(guān).反應(yīng)結(jié)果顯示,在空氣氛圍中FeO_x/HCMK-3能夠高效催化醇與胺的氧化偶合反應(yīng),反應(yīng)6 h亞胺收率即達(dá)到98.8%.催化劑具有較高的穩(wěn)定性,可多次循環(huán)使用,沒(méi)有檢測(cè)到鐵物種流失.此外,FeO_x/HCMK-3在多種苯甲醇衍生物與苯胺的氧化偶合反應(yīng)中都表現(xiàn)出較好的催化性能.結(jié)合表征和反應(yīng)結(jié)果可以推測(cè),催化劑上的氧物種參與了反應(yīng)過(guò)程,FeO_x/HCMK-3催化劑具有較強(qiáng)的活化氧分子的能力,反應(yīng)在該催化劑上可能遵循氧化-還原機(jī)理.該催化劑上醇與胺氧化偶合反應(yīng)主要經(jīng)歷兩個(gè)連續(xù)的反應(yīng)過(guò)程:首先苯甲醇被FeO_x/HCMK-3催化劑上的活潑氧物種氧化生成苯甲醛中間體;隨后,在反應(yīng)中生成的醛在催化劑上迅速與胺反應(yīng)生成亞胺化合物,同時(shí)催化劑通過(guò)與空氣中氧分子反應(yīng)恢復(fù)到初始狀態(tài),完成整個(gè)催化循環(huán).
【作者單位】： 吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院表面與界面化學(xué)吉林省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 鐵基催化劑 亞胺合成 氧化偶合 介孔炭 分子氧
【基金】：supported by the National Natural Science Foundation of China(21473073,21473074) the "13th Five-Year" Science and Technology Research of the Education Department of Jilin Province(2016403)~~
【分類號(hào)】：O623.73
【正文快照】： 1.Introduction Imines are important nitrogen compounds;they contain a reactive C=N moiety[1,2].Imines are nitrogen sources and can undergo various transformations.They are widely used in biological,agricultural,and pharmaceutical synthetic processes[3 

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本文編號(hào)：1083384