[00134208]高效自负载型烯烃复分解催化剂的合成及催化性能研究

1.课题来源与背景： 烯烃复分解反应由于具有反应条件温和、几乎不受空气以及潮湿环境的影响,产率较高,而且绝大多数的有机基团在这一反应中无需保护的特点,近年来该反应受到了学术界和工业界的广泛重视。均相钌烯烃复分解催化剂已经广泛地应用于有机合成化学中,但是该催化剂同其它的均相催化剂一样不可回收再利用,钌残余物污染严重,因此制备使用效率高、回收性能好的催化剂,成为近年来烯烃复分解研究领域的热点之一。 2.研究目的与意义： 根据分子设计,通过简单合成和分子组装,制备一系列含有孔道的、具有自负载功能的钌卡宾烯烃复分解催化剂。探讨此类催化剂的催化行为、可回收性,为烯烃复分解催化剂提供一种有效的固载模式,同时也为其它金属催化剂的设计、合成和回收再利用提供模型和理论依据。 3.主要论点与论据： 本项目所关注和要解决的核心问题是根据分子设计,通过简单合成和分子组装,制备一系列含有孔道的、高效自负载型钌卡宾烯烃复分解催化剂。此类催化剂的设计不但可以使催化剂固载不借助任何载体,而且也可实现催化剂的回收再利用。在新形成的催化体系中,催化剂的催化活性位点被镶嵌于孔道内部,相对密度高,催化活性保持较长,回收次数高。由于钌中心被牢牢地束缚在骨架上,进而可解决催化剂在回收过程中的流失和钌残余的污染问题,能有效提高催化剂催化效率,且有可能通过控制催化剂自身孔道的大小来实现催化剂对底物的选择性。和传统非均相固载催化一样,在催化反应结束后,仅通过简单过滤就可以达到催化剂与产物分离回收的目的。探讨此类催化剂的催化行为、可回收性,为烯烃复分解催化剂提供一种有效的固载模式,同时也为其它金属催化剂的设计、合成和回收再利用提供模型和理论依据。 4.创见与创新： （1） 本项目首次以四苯烷烃和Grubbs第二代催化剂为骨架,基于分子自组装原理,设计合成新颖的、具有自身固载化功能的钌烯烃复分解催化剂。 （2）本项目将四苯烷烃引入烯烃复分解催化剂主体结构,充分结合了四苯烷烃的空间特性,为烯烃复分解反应提供一系列含有孔道的、自负载型钌卡宾烯烃复分解催化剂。在催化过程中,此系列催化剂的催化活性位点被镶嵌于孔道内部,催化剂不易流失,催化活性保持较长,单位催化中心转化的分子数较多,回收次数高。在催化反应结束后,仅通过简单过滤就能实现催化剂和产物分离并循环利用。同时,此类催化剂自身具有孔道,固载不需借助其他载体,自身可作为微型反应器。因此,我们有可能通过控制催化剂自身孔道的大小来实现催化剂对底物的选择性。 （3）本项目首次尝试利用自身含有孔道的、自负载型钌催化剂来实现气-固相小分子烯烃复分解反应,为钌烯烃复分解催化剂提供了一个较好的工业应用前景。 此项课题为烯烃复分解催化剂提出了一种新的固载模式,和其他固载化模式相比较,这种方法简单,稳定性好,能有效地避免催化剂在回收过程中的流失和钌残余的污染问题,不仅可以应用于烯烃复分解反应方面,而且可推广至其它催化体系,具有重要的理论意义和实用价值。 5.社会经济效益,存在的问题： 我们已成功将其应用于催化小分子闭环烯烃复分解反应,实现了催化剂的回收再利用。 6.历年获奖情况： 无。